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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
INSTITUTO DE FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS NATURAIS
PARTÍCULAS ELEMENTARES NO 4º ANO DO ENSINO
FUNDAMENTAL: UMA PRIMEIRA ABORDAGEM VIA
UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE
SIGNIFICATIVAS.
CÉLIA MÔNICA PINHEIRO ORMOND
Drª IRAMAIA JORGE CABRAL DE PAULO
ORIENTADORA
Cuiabá, MT
2016
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
INSTITUTO DE FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO EM ENSINO DE CIÊNCIAS NATURAIS
PARTÍCULAS ELEMENTARES NO 4º ANO DO ENSINO
FUNDAMENTAL: UMA PRIMEIRA ABORDAGEM VIA
UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE
SIGNIFICATIVAS.
CÉLIA MÔNICA PINHEIRO ORMOND
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Ensino de Ciências
Naturais da Universidade Federal de Mato
Grosso, como parte dos requisitos para
obtenção do Título de Mestre em Ensino
de Ciências Naturais.
Drª IRAMAIA JORGE CABRAL DE PAULO
ORIENTADORA
Cuiabá, MT
2016
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DEDICATÓRIA
Aos meus pais e irmãos filhos, professores,
colegas e amigos, obrigada!
6
AGRADECIMENTOS
Primeiramente à Deus, pela graça alcançada; aos meus filhos Alberto e Júlia pelo
incentivo e compreensão.
À professora Drª. Iramaia Jorge Cabral de Paulo, pela orientação, carinho, dedicação e
comprometimento, dedicados durante a construção deste trabalho.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais da
UFMT, pela competência e engajamento ao programa.
Ao Abadio Pinheiro pela atenção e estímulo nas horas de dificuldade.
Aos colegas e amigos do curso, pelo carinho, amizade e companheirismo e aos
parceiros do Colégio Portal por abrirem suas portas à pesquisa.
À Todos muito obrigada!
7
São as crianças que veem as coisas –
porque elas as veem sempre pela primeira
vez com espanto, com assombro de que elas
sejam do jeito como são. Os adultos, de
tanto vê-las, já não as veem mais. As
coisas, as mais maravilhosas, ficam banais.
Ser adulto é ser cego. (Rubem Alves)
8
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 6
2 REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................................... 9
2.1 A Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel: .................................... 9
2.2 UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVAS (UEPS) ..... 11
2.3 A TEORIA DE ENSINO DE BRUNER .................................................................. 12
3 REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................ 32
3.1 A INSERÇÃO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NO
CURRÍCULO ESCOLAR, O ENSINO DE FÍSICA NO ENSINO FUNDAMENTAL E O
PAPEL DOS CLÁSSICOS DA LITERATURA NO ENSINO FUNDAMENTAL. .......... 34
4 MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 37
4.1 DELINEAMENTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA. ................................. 37
4.2 PLANOS DE AÇÃO/ CONTEXTO DA PESQUISA ............................................. 39
4.3 SITE EDUCACIONAL - PARTÍCULAS DO SABER ........................................... 48
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 66
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 75
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 76
8 ANEXOS .................................................................................................................. 80
1
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1; Modelo Atômico .................................................................................................. 15
Figura; 2 Experimento de Thomson com tubo de raios catódicos ...................................... 19
Figura 3; Efeito fotoelétrico ................................................................................................ 20
Figura 4; Descoberta do próton ........................................................................................... 21
Figura 5; Nêutron /partícula subatômica formada por três partículas (udd) denominada
quarks .................................................................................................................................. 23
Figura 6; Neutrino ............................................................................................................... 24
Figura 7; Múon .................................................................................................................... 25
Figura 8; Do átomo ao quark ............................................................................................. 27
Figura 9; Classificação das partículas ................................................................................. 29
Figura 10; Modelo Padrão ................................................................................................... 31
Figura 11; Fachada Colégio Portal ...................................................................................... 40
Figura 12; Localização do Colégio Portal ........................................................................... 40
Figura 13; Alice no País das Maravilhas, de Lewis Carroll ................................................ 43
Figura 14; Imagem do Site .................................................................................................. 47
Figura 15: Imagem do Site .................................................................................................. 50
Figura 16: Imagem do Site .................................................................................................. 50
Figura 17: Imagem do Site .................................................................................................. 51
Figura 18: Imagem do Site .................................................................................................. 51
Figura 19: Imagem do Site .................................................................................................. 52
Figura 20: Imagem do Site .................................................................................................. 53
Figura 21: Imagem do Site .................................................................................................. 53
Figura 22: Imagem do Site .................................................................................................. 54
Figura 23: Imagem do Site .................................................................................................. 54
Figura 24: Imagem do Site .................................................................................................. 55
Figura 25: Imagem do Site .................................................................................................. 55
Figura 26: Imagem do Site .................................................................................................. 56
Figura 27: Imagem do Site .................................................................................................. 56
Figura 28: Imagem do Site .................................................................................................. 57
Figura 29: Imagem do Site .................................................................................................. 57
Figura 30: Imagem do Site .................................................................................................. 58
Figura 31: Imagem do Site .................................................................................................. 58
2
Figura 32: Imagem do Site .................................................................................................. 59
Figura 33: Imagem do Site .................................................................................................. 59
Figura 34: Imagem do Site .................................................................................................. 60
Figura 35; Foto dos alunos do Colégio Portal durante a aplicação da UEPS ..................... 660
Figura 36; Foto dos alunos do Colégio Portal durante a aplicação da UEPS ..................... 661
Gráfico 1- Gênero ............................................................................................................... 63
Gráfico 2- Faixa Etária ........................................................................................................ 63
Gráfico 3- Grau de Escolaridade ......................................................................................... 64
Gráfico 4- Facilidade de acesso ao SITE ............................................................................ 64
Gráfico 5- Rapidez no acesso ao SITE ............................................................................... 65
Gráfico 6- Aceitação do SITE ............................................................................................. 65
Gráfico 7- Retorno ao SITE ................................................................................................ 65
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BEVATRON – Acelerador de Prótons
CERN – Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (European Organization for
Nuclear Research)
DESY – Laboratório constituído por dois aceleradores que colidem elétrons e prótons,
localizado em Hamburgo.
FERMILAB – Fermi National Accelerator Laboratory (laboratório localizado em
Batavia, EUA).
LEP – Large Elétron Positron
LHC – Grande Colisor de Hádrons
PCN - Parâmetros Curriculares Nacionais
SPS – Super Próton Sincrotron
TAS – Teorias da Aprendizagem Significativa
TASC - Teorias da Aprendizagem Significativa Crítica
UEPS – Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
USP – Universidade de São Paulo
3
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A- ENCAMINHAMENTO DO MESTRANDO À ESCOLA
ANEXO B- MODELO DE TERMO DE CONSENTIMENTO INFORMADO
ANEXO C- PROPOSTA DE UEPS PARA ENSINAR O CONCEITO DE
PARTÍCULAS ELEMENTARES PARA AS PRIMEIRAS SÉRIES DO ENSINO
FUNDAMENTAL
ANEXO D- QUESTIONÁRIO APLICADO AOS ALUNOS ANTES DA
UTILIZAÇÃO DA UEPS
ANEXO E- QUESTIONÁRIO APLICADO AOS ALUNOS DEPOIS DA
UTILIZAÇÃO DAS UEPS
ANEXO F- TEXTO: A NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA (FÍSICA
CONCEITUAL, PAUL G. HEWITT-2002)
ANEXO G - ALICE NO PAÍS DAS MARAVILHAS – HISTÓRIA INFANTIL
ANEXO H- DESENHO ALICE NO PAÍS DAS MARAVILHAS
ANEXO I – QUESTIONÁRIO APLICADO
4
RESUMO
ORMOND, Célia Mônica Pinheiro. Partículas Elementares no 4º ano do
Ensino Fundamental: Uma primeira abordagem via unidades de ensino
potencialmente significativas. Dissertação (Mestrado em Educação em
Ciências Naturais). Instituto de Física. Diploma de Pós-Graduação em Ensino de
Ciências Naturais. Universidade Federal de Mato Grosso, junho de 2016.
O presente trabalho aborda uma pesquisa feita com alunos do quarto ano do ensino
fundamental em uma escola da rede privada de ensino do município de Cuiabá-MT.
Esta pesquisa tem o intuito de analisar se os alunos do quarto ano do ensino
fundamental têm condições de entender um conteúdo abstrato nesta etapa do ensino. O
desenvolvimento se dá através de uma proposta de ensino de física com o tema:
partículas elementares, utilizando uma UEPS (Unidade De Ensino Potencialmente
Significativa) desenvolvida para esta etapa de ensino, adequada e acessível ao nível
cognitivo do aluno. Os instrumentos de coleta de dados utilizados foram questionários,
caderno de campo, fotografias das atividades realizadas. A pesquisa foi realizada
utilizando uma metodologia de pesquisa qualitativa. Os dados da pesquisa foram
coletados através de questionários aplicados aos alunos, registros das atividades e seu
desenvolvimento. Posteriormente os dados foram sistematizados e analisados.
Percebemos que apesar de abstrato, o conceito de partículas elementares pode ser
inserido no ensino fundamental como forma do aluno se apropriar de conhecimentos
científicos e transformadores da sociedade.
Palavras-chave: Aprendizagem Significativa, Ensino de Física, Física Moderna e
Contemporânea.
5
ABSTRACT
ORMOND, Célia Mônica Pinheiro. Elementary Particles in the fourth year of
elementary school: a first approach via potentially significant teaching units.
Cuiabá, 2016. Dissertation (Master of Natural Science Education). Institute of
Physics. Program Graduate Diploma in Natural Science Teaching. Federal
University of Mato Grosso, June 2016.
The present study addresses a research done with students of the fourth year of
primary education in a private school in the municipality of Cuiabá-MT. This research
intends to analyze if the students of the fourth year of elementary school are able to
understand an abstract content at this stage of teaching. The development takes place
through a proposal of teaching of physics with the theme: elementary particles, using a
LIFO (Potentially Significant Teaching Unit) developed for this stage of education,
adequate and accessible at the cognitive level of the student. The instruments of data
collection used were questionnaires, field notes, photographs of the activities carried
out. The research was carried out using a qualitative research methodology. The
research data were collected through questionnaires applied to students, records of
activities and their development. Subsequently the data were systematized and
analyzed. We realized that although abstract, the concept of elementary particles can
be inserted in elementary education as a way for the student to appropriate scientific
knowledge and transforming society.
Keywords: Significant Learning, Physics Teaching, Modern and Contemporary
Physics.
6
1 INTRODUÇÃO
A criança de hoje é por excelência um nativo digital acostumado a
receber um grande fluxo de informações. Como professores, percebemos a
necessidade de ajudá-las a sistematizar algumas informações já nos primeiros anos do
ensino fundamental, embora muitos conceitos necessários para a compreensão e
seleção de informações estejam em início de formação, ou seja, ainda inexistentes.
A Física Contemporânea representa um dos mais avançados conhecimentos
em termos de complexidade da abordagem do mundo real.
Temos a proposta de colaborar com o trabalho dos professores que tem o
papel fundamental no processo de mudança da sociedade e da inserção do
conhecimento científico na vida do aluno, objetivando preparar as novas gerações para
enfrentar o mundo de hoje.
Para isso foi elaborada uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
(UEPS), proposta por Moreira (2011), com o tema: Partículas Elementares, aplicada à
uma turma do 4º ano do ensino fundamental de uma escola da rede privada de ensino,
para verificar se os alunos do 4º ano do ensino fundamental tem condições de entender
um conteúdo abstrato nesta etapa de ensino.
A inserção de tópicos de Física Contemporânea no ensino básico tem sido
objeto de investigação nas últimas três décadas justificada por importantes argumentos
tais como: necessidade de atualização curricular para promover a compreensão de
questões acerca da tecnologia, sociedade, ambiente e também sobre o
desenvolvimento das ciências.
Mesmo assim ainda pairam inúmeras dificuldades atreladas a causas diversas
tais como a frágil formação dos professores em nível de graduação, o pequeno número
de aulas de Física e ou Ciências, além do fato de que esses temas frequentemente
aparecem nos últimos capítulos dos livros didáticos. Há que se lembrar de que existe
um acordo tácito entre professores, alunos, pais, e equipe técnica de que o livro
didático precise ser seguido.
Assim, embora as pesquisas corroborem a importância dessa temática a
realidade da sala de aula mostra-se bastante adversa. Essa reflexão parece pertinente
para situação do ensino médio, mas quando se trata das series iniciais o quadro se
agrava por que os professores não têm formação especifica sobre os temas de Física
Contemporânea. Considera-se que nos anos iniciais as crianças são curiosas, ousadas,
7
imaginativas e destemidas frente ao novo, logo nos parece que nas séries iniciais
temos um terreno fértil para introduzir os primeiros conceitos acerca de partículas
elementares.
Incorporar à prática docente conhecimentos contemporâneos em ciência e
tecnologia é um grande desafio. Recursos paradidáticos como: livros, jornais, filmes,
rede web, devem ser usados pelos professores como facilitadores do processo ensino-
aprendizagem.
Com este trabalho, espero contribuir para a melhoria do processo ensino-
aprendizagem de Física Moderna e Contemporânea para os anos iniciais; através de
um material que possa fornecer subsídio para o enriquecimento da prática pedagógica.
O objetivo deste trabalho é o de analisar se os alunos do quarto ano do ensino
fundamental têm condições de entender um conteúdo abstrato.
Os objetivos específicos são:
Elaborar uma unidade de ensino-aprendizagem de Física com o tema:
Partículas Elementares no quarto ano do ensino fundamental, baseado na
utilização das Unidades de Ensino Potencialmente Significativas proposta por
Marco Antônio Moreira;
Implementar a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa com o tema:
Partículas Elementares no quarto ano do ensino fundamental em uma escola da
rede privada de ensino, verificar sua potencialidade e seu poder de facilitação
da aprendizagem significativa;
Disponibilizar à comunidade o produto educacional impresso e online, através
das páginas do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais da
UFMT;
Disponibilizar um site educacional para professores e alunos.
8
A dissertação tem a seguinte estrutura:
1. Introdução - apresentação da pesquisa, seus objetivos e a descrição dos
sujeitos da pesquisa;
2. Referencial Teórico - apresentação do referencial teórico a Teoria da
Aprendizagem Significativa de David Ausubel, Unidades de Ensino Potencialmente
Significativas – UEPS e a Teoria de Ensino de Bruner;
3. Revisão da Literatura - abordagem sobre o ensino de ciências e artigos
sobre os temas: física moderna e contemporânea e clássicos da literatura;
4. Fundamentos da física - abordagem sobre as partículas elementares,
destacando as principais descobertas da Física de Partículas no séc.XX;
5. Materiais e métodos - apresentação do produto, mostrando sua construção
e desenvolvimento junto à escola;
6. Resultados – descrição da aplicação do produto e a análise dos seus
resultados;
7. Considerações finais - apresenta as considerações finais da pesquisa, de
acordo com os resultados obtidos no decorrer do processo.
9
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Teorias da aprendizagem são os estudos que buscam investigar, sistematizar e
propor soluções que tem relação com o campo do aprendizado humano.
Moreira (2011) afirma que de um modo geral, uma teoria é uma tentativa
humana de sistematizar uma área de conhecimento, uma maneira particular de ver as
coisas, de explicar e prever observações, de resolver problemas. Uma teoria de
aprendizagem é, então, uma construção humana para interpretar sistematicamente a
área de conhecimento que chamamos aprendizagem.
As teorias são constituídas de conceitos e princípios que são utilizados para
sistematizar o conhecimento construído pelos homens, auxiliando na explicação e
previsão de determinados eventos.
Conhecer as principais teorias da aprendizagem pode auxiliar na compreensão
das causas das dificuldades reveladas pelos alunos, na dinâmica do ato de ensinar e
aprender, na explicação da relação entre o conhecimento pré-existente e o novo
conhecimento.
Para AUSUBEL (1980) a partir de uma teoria da aprendizagem é que
podemos desenvolver noções defensáveis de como os fatores decisivos no processo
aprendizagem–ensino podem ser manipulados com mais eficácia. (AUSUBEL et al
1980, p.12)
2.1 A Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel:
A Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS) traz como ideia central que o
fator isolado mais importante influenciando a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já
sabe (Novak, 1977ª).
Para Ausubel, aprendizagem significativa é um processo pelo qual uma nova
informação se relaciona com um aspecto relevante da estrutura de conhecimento do
indivíduo. Neste processo a nova informação interage com uma estrutura de
conhecimento específica, definida por Ausubel como subsunçor, existentes na
estrutura cognitiva do aluno. Ocorrendo aprendizagem significativa quando a nova
informação ancora-se em subsunções relevantes, preexistentes na estrutura cognitiva
de quem aprende.
10
A Teoria da Aprendizagem Significativa Crítica (TASC) é aquela perspectiva
que permite ao sujeito fazer parte de sua cultura e, ao mesmo tempo, estar fora dela.
Trata-se de uma visão antropológica em relação as atividades de seu grupo social que
permite ao indivíduo participar de tais atividades, mas, ao mesmo tempo, reconhecer
quando a realidade está se afastando tanto que não está mais sendo captada pelo grupo.
A Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel tem como foco principal
a aprendizagem cognitiva. O cognitivismo procura descrever o que sucede quando o
ser humano se situa, organizando o seu mundo, de forma a distinguir sistematicamente
o igual do diferente.
O conceito de aprendizagem significativa, central na perspectiva
construtivista, implica, necessariamente, o trabalho simbólico de
“significar” a parcela da realidade que se conhece. As aprendizagens que os
alunos realizam na escola serão significativas à medida que conseguirem
estabelecer relações substantivas e não-arbitrárias entre os conteúdos
escolares e os conhecimentos previamente construídos por eles, num
processo de articulação de novos significados. (PCN Brasil 1996).
Cognição é o processo pelo qual o mundo de significados tem origem. À
medida que o ser se situa no mundo, estabelece relações de significação, isto é, atribui
significados à realidade em que se encontra.
NOVAK (1948) acredita que a teoria da aprendizagem cognitiva de Ausubel
oferece um sólido fundamento intelectual para a criação de situações novas no ensino
e aprendizagens escolares que nos poderão conduzir, nas próximas décadas, a
melhores práticas educacionais.
Quando se fala em aprendizagem, segundo o construto cognitivista, está se
encarando a aprendizagem como um processo de armazenamento de informação,
condensação em classes mais genéricas de conhecimentos, que são incorporados a
uma estrutura na mente do indivíduo, de modo que esta possa ser manipulada e
utilizada no futuro. É a habilidade de organização das informações que deve ser
desenvolvida. Ele parte da premissa de que existe uma estrutura na qual a organização
e a integração se processam. É a estrutura cognitiva, entendida como “conteúdo total
de ideias de certo indivíduo e sua organização; ou conteúdo e organização de suas
ideias em uma área particular de conhecimentos” (AUSUBEL apud MOREIRA,
2000).
Ideias novas e informações podem ser aprendidas e retidas na medida em que
conceitos relevantes e inclusivos estejam adequadamente claros e disponíveis na
11
estrutura cognitiva do indivíduo e funcionem como ponto de ancoragem para novas
ideias e conceitos. A experiência cognitiva não se restringe à influência direta de
conceitos já aprendidos sobre componentes da nova aprendizagem, mas abrange
também modificações significativas nos atributos relevantes da estrutura cognitiva
pela influência do novo material. Há, pois, um processo de interação pelo qual
conceitos mais relevantes e inclusivos interagem como novo material, funcionando
como ancoradouro, isto é, abrangendo e integrando o material novo e, ao mesmo
tempo, modificando-se em função dessa ancoragem (Moreira, 2000).
A aprendizagem significativa implica sempre alguma ousadia: diante do
problema posto, o aluno precisa elaborar hipóteses e experimentá-las.
Fatores e processos afetivos, motivacionais e relacionais são importantes
nesse momento. Os conhecimentos gerados na história pessoal e educativa
têm um papel determinante na expectativa que o aluno tem da escola, do
professor e de si mesmo, nas suas motivações e interesses, em seu
autoconceito e em sua autoestima. Assim como os significados construídos
pelo aluno estão destinados a ser substituídos por outros no transcurso das
atividades, as representações que o aluno tem de si e de seu processo de
aprendizagem também. É fundamental, portanto, que a intervenção
educativa escolar propicie um desenvolvimento em direção à
disponibilidade exigida pela aprendizagem significativa. (PCN Brasil
1996).
Segundo Moreira aprendizagem significativa se processa quando o material
novo, ideias e informações que apresentam uma estrutura lógica, interagem com
conceitos relevantes e inclusivos, claros e disponíveis na estrutura cognitiva, sendo por
eles assimilados, contribuindo para sua diferenciação, elaboração e estabilidade. Os
cognitivistas sustentam que aprendizagem de material potencialmente significativo é,
por excelência, um mecanismo humano para adquirir e reter a vasta quantidade de
ideias e informações de um corpo de conhecimentos. A posse de habilidades que
tornem possível a aquisição, retenção e aparecimento de conceitos na estrutura
cognitiva, é que capacitará o indivíduo a adquirir significados (AUSUBEL apud
MOREIRA 2000).
2.2 UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVAS
(UEPS)
A Unidade de Ensino Potencialmente Significativa é uma sequência didática
que tem como fundamentação teorias de aprendizagem, particularmente a TAS.
Tem como premissas que não há ensino sem aprendizagem e que o ensino é o
meio e a aprendizagem é o fim.
12
Sugere passos para sua construção, voltada para uma aprendizagem
significativa, não mecânica, que pode estimular a pesquisa aplicada em ensino voltada
diretamente para à sala de aula.
Para Moreira (2000), a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa tem
como princípios norteadores: o aluno é quem decide se quer aprender
significativamente determinado conhecimento; o conhecimento prévio é considerado
como a variável que mais influencia a aprendizagem significativa; os organizadores
prévios que tem a função principal servir de ponte entre o que o aprendiz já sabe e o
que ele deveria saber, a fim de que o novo material pudesse ser aprendido de forma
significativa; mostra a relacionabilidade entre novos conhecimentos e os e os
conhecimentos prévios.
Os novos conhecimentos ganharão sentido através das situações-problema
que devem, segundo Vergnaud (apud Moreira 2011), ser propostas em níveis
crescentes de complexidade, podendo funcionar como organizadores prévios. O
professor terá o papel de prover a situação-problema cuidadosamente selecionada, de
organizar o ensino e mediar a captação de significados por parte do aluno. A
organização do ensino deve levar em conta, a diferenciação progressiva, a
reconciliação integradora e a consolidação. A aprendizagem significativa é
progressiva, sua avaliação deve ser feita buscando suas evidências.
2.3 A TEORIA DE ENSINO DE BRUNER
Bruner foi Professor de Psicologia e Diretor do Centro de Estudos Cognitivos
da Universidade de Harvard. Ficou conhecido por ter dito a seguinte frase: “é possível
ensinar qualquer assunto, de uma maneira honesta, a qualquer criança em qualquer
estágio de desenvolvimento” (Moreira apud Bruner 1969, 1973,1976).
O autor dizia também que essa possibilidade era decorrente das etapas do
desenvolvimento intelectual, caracterizadas por um modo particular de representação,
que é a forma pela qual o indivíduo visualiza o mundo e explica-o a si mesmo. Dessa
maneira, a tarefa de ensinar determinado conteúdo a uma criança, em qualquer idade, é
a de representar a estrutura deste conteúdo em termos da visualização que a criança
tem das coisas. Essa hipótese tem como premissa o amadurecido juízo de que toda
ideia pode ser representada de maneira honesta e útil nas formas de pensamento da
criança em idade escolar, e essas primeiras representações podem, posteriormente,
13
tornar-se mais poderosas e precisas, com maior facilidade, graça a essa aprendizagem
anterior.
Ao ensinar, desde o jardim de infância até a pós-graduação, fiquei
surpreendido com a semelhança intelectual dos seres humanos em todas as
idades, embora as crianças talvez sejam mais espontâneas, criativas e
energéticas que os adultos. No que se refere a mim, crianças pequenas
podem aprender quase tudo mais rápido do que os adultos, se o
conhecimento lhes for oferecido em termos que podem compreender
(BRUNER 1960, p 39-40).
Para o autor as crianças podem aprender qualquer coisa que os adultos
aprendem – desde que lhes seja apresentada de forma adequada. Então, o mais
importante no ensino de conceitos básicos é ajudar a criança a passar
progressivamente do pensamento concreto para a utilização de modos de pensamento
mais adequados.
A primeira ideia geral diz que o desenvolvimento intelectual da criança não
se dá através de uma sequência cronométrica de acontecimentos, influências
ambientais também o afetam, bem como o ambiente escolar.
Assim, o ensino de ideias científicas, até mesmo no nível primário, não
precisa seguir servilmente o curso natural do desenvolvimento cognitivo da criança.
Pode o mestre dirigir o desenvolvimento intelectual, proporcionando oportunidades
desafiantes, mas praticáveis, para a criança ir adiante em seu desenvolvimento.
A experiência demonstra ser compensador o esforço para oferecer à criança
em crescimento, problemas que a estimulem a passar a estágios seguintes de
desenvolvimento.
Em sua teoria BRUNER traz através do desenvolvimento intelectual a
seguinte colocação: “Através de „perguntas intermediárias‟ bem elaboradas, pode-se
levar a criança a atravessar mais rapidamente os estágios de desenvolvimento
intelectual, em direção a uma compreensão mais profunda dos princípios matemáticos,
físicos e históricos. Precisamos conhecer muito mais a respeito dos caminhos pelos
quais isso pode ser feito” (1978, p.38).
Quando se refere ao ensino de física especificamente, Bruner diz que muita
coisa pode ser ensinada com proveito, tanto no nível indutivo como intuitivo muito
mais cedo. As noções básicas da física são perfeitamente acessíveis a crianças com
idade entre sete e dez anos, alertando que sejam separadas de sua expressão
matemática e estudadas através de materiais que a criança possa manipular
pessoalmente. A segunda ideia geral que é o ato de aprender envolve três processos
14
simultâneos. A aquisição de nova informação – informação que contraria ou substitui
o que a pessoa anteriormente sabia.
O processo de transformação – processo de manipulação do conhecimento de
modo a adaptá-lo a novas tarefas. O terceiro processo é a avaliação crítica – através da
avaliação é possível verificar se o modo pela qual manipulamos à informação é
adequado à tarefa. Desafiar um aluno através de uma unidade ou matéria difícil é uma
oportunidade de exercitar todas as suas forças, de modo que possa descobrir o prazer
que há em funcionar plena e eficientemente.
Os alunos devem sentir-se inteiramente absorvidos por um problema. A
terceira ideia geral é a do currículo em espiral. Se respeitarmos a forma de pensar de
uma criança, se formos gentis para traduzir o material para as suas formas lógicas, e
capazes de desafiá-la a tentar progredir, será possível então introduzi-la precocemente
às ideias e estilos que, posteriormente fazem um homem educado.
A fundamentação teórica pode ser assim sintetizada:
Para Ausubel são duas as condições para que ocorra a aprendizagem
significativa: o material de aprendizagem deve ser potencialmente significativo e o
aprendiz deve apresentar uma predisposição para aprender.
Moreira diz a aprendizagem significativa é progressiva, os significados vão sendo
captados e internalizados progressivamente e nesse processo a linguagem e a interação
pessoal são muito importantes. Para Delizoicov et al, uma das funções do ensino de
ciências nas escolas de ensino fundamental e médio é que permita ao aluno se
apropriar da estrutura do conhecimento científico e de seu potencial explicativo e
transformador. Essa estrutura convenientemente apropriada pelo aluno durante os anos
de escolaridade, mediante a abordagem de conceituação pertinente é que poderá
possibilitar a abordagem científica dos fenômenos e situações, tanto no interior da
escola como em seu exterior.
Bruner atribui um papel de destaque às formas como as crianças representam
o mundo com o qual interagem, partindo da ação até a utilização sofisticada de
símbolos. Ao propor situações desafiadoras aos alunos, o professor fará surgir dúvidas,
somente sanadas com a interação das crianças, com o tema de ensino e o modo com o
qual esse tema lhes é apresentado. O currículo escolar deve contemplar a estruturação
das matérias de ensino, a sequência de apresentação de temas, o despertar da
predisposição para aprender (curiosidade) e ter o papel de reforço pelo professor que
deve ter conhecimento sobre os temas ensinados. Na Teoria da Instrução, Bruner diz
15
que qualquer habilidade ou conhecimento pode ser transmitido em qualquer idade em
que se queira iniciar o aprendizado – apesar de haver uma preparação.
2.4 FUNDAMENTAÇÕA TEORICA - FISICA DE PARTICULAS
Ao longo da história podemos observar a busca constante do homem em
descobrir de que as coisas são feitas ou de que é feita a matéria.
Durante o séc. XIX, por meio de experiências simples, físicos e químicos
obtiveram êxito na determinação da razão das massas de diferentes elementos
químicos. O diâmetro de um átomo não poderia ser maior que um angstrom, era esse o
limite experimental utilizado pelo modelo atomista vigente. O átomo era então,
elementar.
Segundo Abdalla, até o início da década de 1950, a grande maioria das
partículas foi erroneamente considerada elementar, pois o método de observação
utilizado não permitia ver sua natureza mais íntima.
Figura 1; Modelo Atômico
Fonte: http://1.bp.blogspot.com/-
OykHQdY46nA/TbjOa5OBjJI/AAAAAAAAABA/6MWoQpPAqcc/s1600/6.gif
16
A Física das Partículas Elementares segundo Caruso contribuiu grandemente
na busca de respostas para esses questionamentos, principalmente nos últimos 50 anos
onde o método o científico superou a mitologia e nos trouxe caminhos racionais.
Uma contribuição importante para o conhecimento da estrutura da matéria foi
a da radioatividade em 1896 por Henri Becquerel, que estudava fluorescência,
fenômeno pelo qual algumas substâncias absorvem luz de certo comprimento de onda.
Becquerel estudava fluorescência, fenômeno pelo qual algumas substâncias
absorvem luz de certo comprimento de onda, seus átomos são excitados
com a energia que recebem e depois emitem luz de comprimento de onda
diferente (CARUSO et al 2012).
No seu estudo Becquerel mostrou que algumas substâncias absorvem luz de
determinado comprimento de onda, onde ocorre a excitação dos átomos com a energia
recebida e depois a emissão de luz de comprimento de onda diferente.
Em 1898, Pierre Curie e Marie Curie descobriram um novo elemento:
o rádio. O termo radioatividade foi concebido por estes cientistas.
Em 1903, a partícula alfa foi descoberta por Ernest Rutherford. Na sua
concepção Rutherford imaginou o átomo constituído por um núcleo de carga elétrica
positiva, tendo a sua volta uma atmosfera de elétrons. Rutherford descobriu a partícula
alfa e criou as expressões: partícula α- que é o núcleo do átomo de He; partícula β- que
é o elétron; partícula γ- que é o fóton, onda eletromagnética.
Dez anos depois, em 1913, Niels Bohr nos trouxe a ideia de órbitas de
elétrons, onde os elétrons circulam em torno do núcleo, cada órbita correspondendo a
um nível de energia. Representa-se por A o número de prótons + o número de elétrons.
A é chamado número de massa do átomo. Representa-se por Z o número de prótons. Z
é chamado número atômico do átomo.
No ano de 1917, Rutherford através de experimentos, bombardeou átomos de
nitrogênio com partículas α (que é o núcleo do átomo de He) e obteve átomos de
oxigênio e prótons, realizou assim a primeira reação nuclear. Através deste
experimento onde um feixe de partículas incide sobre um núcleo ou partícula, foi
possível detectar os núcleos ou as partículas que foram produzidas durante a colisão.
Esse experimento realizado por Rutherford é utilizado até hoje em Física
Nuclear e Física de Partículas Elementares, onde um feixe de partículas incide sobre
um núcleo ou sobre uma partícula e detecta os núcleos ou as partículas produzidas na
colisão. As partículas utilizadas como projéteis são: prótons, elétrons ou íons.
17
Em 1932, Carl Anderson realizou uma experiência sobre raios cósmicos e
descobriu a antipartícula do elétron, chamada pósitron. No mesmo ano, James
Chadwick descobriu o nêutron através do bombardeamento de núcleos de berílio 9
com partículas α, obtendo carbono 12 e uma partícula neutra com massa próxima da
massa do próton.
Em 1934, o casal Frédéric Joliot e Irène Joliot-Curie descobriram a
radioatividade artificial, considerada também uma das descobertas mais importantes
da história da humanidade, no que se refere a contribuição ao avanço de ideias
fundamentais da Física Nuclear e às inúmeras aplicações da radioatividade.
Poucos anos depois, em 1936, C. Anderson e S. H. Neddermeyer num
experimento sobre ráios cósmicos descobriram o méson, uma partícula com massa
aproximadamente igual a 200 vezes a massa do elétron. Um méson é uma partícula
que não faz desintegração em próton ou nêutron. Atualmente existem muitas partículas
chamadas mésons.
A unidade de energia utilizada em Física Nuclear e Física de Partículas é o
elétron volt (eV) – que é a energia ganha pela carga elétrica de um elétron ou de um
próton quando passa entre dois pontos cuja diferença de potencial é de 1volt.
Massa é m = E/c2.
De acordo com a Teoria da Relatividade existe
equivalência entre massa e energia na equação E = mc2. C é a velocidade da luz no
vácuo e E é a energia. Utiliza-se como unidade de massa a unidade de energia dividida
por c2: eV/c
2, MeV/c
2, GeV/c
2.
Na Teoria da Relatividade uma quantidade de movimento p corresponde a
uma energia E = pc (no limite das altas energias). A unidade de quantidade de
movimento é a unidade de energia dividida por c: eV/c, ou MeV/c.
A invenção dos aceleradores de partículas ocorreu em 1930 por J. D. Cackroft
e E. T. S. Walton, na Universidade de Cambridge, na Inglaterra. Nesse experimento
conseguiram acelerar prótons a energias de 0,15 a 0,8 MeV.
No ano de 1936, Ernest Lawrence inventou o cinclotron, acelerando prótons a
energia de 300 a 400 MeV. Em 1945 – 1946, V. Veksler, na União Soviética e Edwin
Macmillan, nos Estados Unidos, inventaram o sincrociclotron que considera o efeito
relativista de aumento da massa do próton quando sua velocidade aumenta. Os
aceleradores de altas energias aceleram as partículas a energias de centenas ou
milhares de GeV.
18
O CERN (European Organization for Nuclear Research) Organização
Européia para a Pesquisa Nuclear está instalado em Genebra, na fronteira entre a Suiça
e a França. Possui vários aceleradores: o Super Próton Sincroton (SPS) com 6 km de
circunferência, acelera prótons a 450 GeV. O Large Electron Positron (LEP) com 27
km de circunferência acelera elétrons e pósitrons a 100 GeV cada feixe, com colisão
de energia de 200 GeV no centro de massa da colisão. O Large Hadron Collider
(LHC) instalado no mesmo túnel do LEP.
DESY é o laboratório alemão localizado em Hamburgo, acelera elétrons a 30
GeV e prótons a 800 GeV em sentido oposto.
FERMILAB é o laboratório americano localizado perto de Chicago, tem um
anel de colisão de prótons com antiprótons, acelera cada feixe a 1000 GeV,
produzindo no centro de massa colisões de 2000 GeV, ou 2 TeV.
O avanço das pesquisas em Física Nuclear trouxeram grande
desenvolvimento tecnológico em construção de aceleradores de prótons, aceleradores
de elétrons, aceleradores de íons, detectores mais sofisticados e eletrônica associada a
detectores.
Os trabalhos em Física Nuclear produziram espetaculares desenvolvimentos
tecnológicos em construção de aceleradores de prótons, de elétrons e de
íons, detectores cada vez mais sofisticados, eletrônica associada a
detectores cada vez mais rápida, lógica de utilização da eletrônica associada
a detectores, esses progressos contribuindo para desenvolvimentos
tecnológicos em muitos campos fora da Física Nuclear (CARUSO et al
2012).
Atividades desenvolvidas pela Física Nuclear:
- Espectroscopia nuclear;
- Estrutura dos núcleos;
- Propriedades dos núcleos;
- Reações nucleares;
- Produção de isótopos radiativos;
- Propriedades do próton e do nêutron com estudo de interações.
Em 1954, tivemos a descoberta do antipróton por Chamberlain, Segré,
Weigand and Ypsilantis, utilizando o acelerador BEVATRON de Berkeley na
Califórnia, que acelerava prótons à energia de 6 GeV. Com essa descoberta tivemos a
confirmação da existência da antimatéria. A matéria é constituída de partículas, a
antimatéria é constituída de antipartícula. A antipartícula tem mesma massa que a
partícula com carga elétrica de sinal oposto. As partículas são indicadas com letras do
19
alfabeto romano ou grego. As antipartícula são indicadas pela mesma letra que a
partícula com uma barra acima.
GRANDES DESCOBERTAS
O ELÉTRON (1897)
Figura; 2 Experimento de Thomson com tubo de raios catódicos
Fonte: http://alunosonline.uol.com.br/upload/conteudo/images/experimento-de-
thomson.jpg
O elétron é a mais antiga de todas as partículas elementares, No modelo
padrão atual a matéria é composta por dois tipos de partículas: os quarks, que
constituem os hádrons e os léptons, dos quais o exemplo mais familiar são os elétrons
que orbitam em torno do núcleo atômico.
É uma das partículas, sendo considerada a mais leve das partículas
carregadas. Vários estudos já haviam sido feitos sobre o comportamento dos raios
catódicos na presença de forças elétricas e magnéticas, que eram desviadas pelo
campo magnético como se fossem partículas eletrizadas negativamente.
Em 1897 o físico inglês Josefh John Thomson (1856-1940) realizou uma
série de experiências com raios catódicos e o resultado das suas experiências mostrou
que os raios catódicos seriam uma corrente de partículas eletrizadas que se
movimentam de um eletrodo a outro. A verdadeira natureza dos raios catódicos só foi
esclarecida pela experiência de Thomson medindo a relação carga-massa (e/m) das
partículas transportadas pelos ráios catódicos.
As partículas elementares interagem entre si e algumas vezes se transformam
em outros tipos de partículas. As interações entre os constituintes básicos da matéria
são mediadas pela troca de outras partículas, denominadas partículas mediadoras:
fótons para o eletromagnetismo, bósons W e Z para a força fraca e glúons para a força
forte. A ideia de força como uma interação via troca de partículas é um conceito da
20
Mecânica Quântica. Essas interações se dão através de quatro tipos diferentes de
forças: eletromagnética, fraca, forte e gravitacional. Dentre as propriedades atribuídas
às partículas, as três quantidades mais básicas são: carga (q), massa (m) e spin (s).
No caso do elétron q= -1, m=0,511 MeV/c2, s=1/2. O spin, ou momento
angular intrínseco, funciona como um pequeno magneto.
Em 1891, o físico irlandês George Johnestone Stoney publicou um trabalho
em que usou pela vez o termo elétron para nomear a menor quantidade de
carga elétrica. Na época, obteve um valor cerca de vinte vezes menor do que
o aceito hoje em dia. Stoney sabia que deveria haver uma carga fundamental
positiva com mesmo valor da carga negativa (ABDALLA, 2006).
A gravitação afeta o elétron porque ele tem massa, a força eletromagnética
afeta o elétron porque ele tem carga. O elétron também sente a força nuclear fraca, que
é de curto alcance. A única força fundamental que não atua sobre o elétron é a força
nuclear forte, responsável por manter o núcleo atômico coeso. O elétron é uma das
poucas partículas estáveis; sendo a mais leve das partículas carregadas, a conservação
da carga impede seu decaimento. Certo de seus resultados Thomson propôs a
existência de partículas elementares que carregam cargas negativas chamadas de
elétrons. Os elétrons são partículas elementares porque não podem ser divididos.
O FÓTON (1905)
Figura 3; Efeito fotoelétrico.
Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-
ZIWT8RYFBYQ/UK5zloRUrbI/AAAAAAAAAAY/QrVSaT3CHcU/s320/efeitofotel
etrico.jpg
O fóton foi a segunda partícula elementar descoberta.
É a mais visível das partículas elementares. Permeia nosso cotidiano em
forma de luz. O fóton mostra de forma explícita as contradições que permeiam as
21
descrições que fazemos da natureza, colocando em contraste a descrição clássica e a
descrição quântica. As ondas eletromagnéticas como versão clássica dos fótons são a
nossa porta de percepção do universo. Já o olho humano é um sensor de fótons.
O fóton é uma partícula com características como: carga elétrica, massa,
momento, energia, momento angular.
O fóton é certamente a mais conspícua das partículas elementares
conhecidas pelos cientistas. Sua presença, na forma de luz, permeia nosso
cotidiano e é a principal forma pela qual estabelecemos contato com o
nosso ambiente (CARUSO et al 2012).
O PROTON (1919)
Figura 4; Descoberta do próton
Fonte: https://www.sprace.org.br/sites/sprace.org.br/files/proton_0.png
Em 1886, Eugen Goldstein observou em seus experimentos uma mancha
luminosa no eletrodo negativo, estabelecendo sentido contrário ao dos ráios catódicos
um fluxo de cargas positivas, posteriormente denominadas por raios canais. Os raios
canais são constituídos por partículas positivas denominadas prótons. A massa das
partículas constituintes dos raios canais é aproximadamente igual a massa das
moléculas do gás residual contido no interior da ampola de Goldstein.
O próton foi descoberto no ano de 1919 por Rutherford em um experimento
onde se observava a transmutação de átomos de nitrogênio em átomos de oxigênio. A
transmutação de nitrogênio implica que o núcleo não é indivisível, mas possui uma
estrutura. Por várias décadas o próton foi considerado partícula elementar. No início
22
dos anos sessenta Robert Hofstadter bombardeou núcleos atômicos com elétrons de
alta energia, o espalhamento observado por ele sugeria que os prótons e nêutrons
também tinham uma estrutura. Em 1964, Murray Gell-Mann e George Zweig
postularam a existência de partículas fundamentais: os quarks. Os quarks são os
constituintes dos núcleons.
O próton foi descoberto em 1919 por Rutherford em um experimento
clássico em se observou a transmutação de átomos de nitrogênio em átomos
de oxigênio. Este experimento fez colidir um feixe de partículas α com
núcleos de nitrogênio. A técnica empregada por Rutherford vem sendo
desde então empregada no estudo da estrutura das partículas e levou,
décadas mais tarde, a constatação de que o próton tem também uma
estrutura composta de quarks (CARUSO et al 2012).
Um próton tem dois quarks top e um quark down. Sabe-se hoje que o próton
(p) não é uma partícula fundamental. A palavra próton vem do grego protos e quer
dizer o primeiro. O próton se encontra em todos os outros núcleos atômicos em
número igual ao número de elétrons que giram em torno do núcleo.
O NÊUTRON (1932)
Além dos prótons, existe também outro tipo de partícula que é neutra, não
tem carga e foi denominada nêutron. Sua massa é quase igual à do próton, na verdade,
ligeiramente maior. O nêutron foi descoberto em 1932 pelo físico inglês James
Chadwick (1891-1974). Assim como o próton (p), sabe-se hoje que o nêutron não é
uma partícula elementar.
Em 1931, o físico inglês James Chadwick refez uma experiência do casal
Joliot-Curie sob grande expectativa de Rutherford, que acalentava o sonho de
descobrir o nêutron desde 1920. Quando Chadwick contou a Rutherford os resultados
do já famoso casal, ele replicou: “Não acredito”. Chadwick sabia que os Joliot-Curie
tinham observado a versão neutra do próton e preparou-se para refazer a experiência.
Três anos mais tarde, recebeu o prêmio Nobel de Física.
23
Figura 5; Nêutron /partícula subatômica formada por três partículas (udd) denominada
quarks
Fonte:
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/b3510526d9c09bc2f7
d65b81292ba257.jpg
O nêutron foi descoberto por Sir James Chadwick, em 1932, como resultado
de um grande trabalho de investigação científica. Esse trabalho de investigação
aconteceu em diversos laboratórios de vários países. Sabe-se hoje que ele não é uma
partícula elementar.
A descoberta do nêutron foi o resultado de um grande trabalho de
investigação cientifica. Esse trabalho aconteceu e diversos laboratórios de
vários países, permitindo um intenso intercambio de pessoas e ideias, sem o
qual, teria ocasionado, sem duvidas, um grande atraso no desenvolvimento
da ciência no limiar do século vinte (CARUSO et al 2012).
Com a descoberta do nêutron, pensou-se durante anos, que os elementos
fundamentais da constituição da matéria seriam os prótons, nêutrons e elétrons.
Devido à grande similaridade entre prótons e nêutrons, foram denominados de
núcleons, ou partículas do núcleo. Entretanto, novos resultados foram obtidos,
mostrando ser o núcleon uma partícula composta, formada por outras partículas
fundamentais, chamadas de quarks. Assim a hipótese do nêutron ser partícula
elementar foi abandonada.
24
O NEUTRINO (1933)
Figura 6; Neutrino
Fonte: http://www.not1.com.br/wp-content/uploads/2011/11/ciclo-reacoes-
formam-neutrinos.jpg
O neutrino do elétron (Ve) foi a terceira partícula elementar a ser estudada
(1930). O alemão Wolfgang Pauli postulou a existência de uma partícula leve, neutra,
fracamente interagente com a matéria.
Neutrinos são encontrados em toda parte. Num intervalo de uma hora, cada
um de nós emiti cerca de 20 milhões de neutrinos como consequência da
existência de aproximadamente 20 mg de Potássio 40 em nosso organismo,
que é um elemento radioativo. Na direção oposta, somo atravessados, a
cada segundo por cerca de 50 bilhões dessas partículas produzidas em
fontes naturalmente radioativas da Terra, e por mais de 100 bilhões vindas
dos reatores nucleares espalhados pelo mundo (CARUSO et al 2012).
O neutrino é uma partícula subatômica sem carga elétrica e que interage com
outras partículas apenas por meio da gravidade e da força nuclear fraca (duas das
quatro forças fundamentais da natureza, ao lado da eletromagnética e da força nuclear
forte).
25
O MÚON (1937)
Figura 7; Múon
Fonte:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6f/Moon%27s_shadow_in
_muons.gif/248p Moon%27s_shadow_in_muons.gif
O múon foi a quinta partícula elementar a ser descoberta.
Em 1933 o físico Hideki Yukawa propôs uma teoria para força nuclear.
Segundo Yukawa, essa força atua num raio de ação muito pequeno. Yukawa achava
que deveria haver uma força capaz de manter o núcleo estável. Da mesma forma que o
campo eletromagnético produz fótons, achava que essa força mais forte deveria ser
capaz de produzir algum tipo novo de partícula.
Quando ele foi descoberto em 1937, pensou-se que era o píon, que já estava
sendo esperado. O múon não sentia a força forte. . Hoje sabemos que o múon é um
irmão do elétron.
Atualmente o múon ocupa um papel de destaque entre as partículas
elementares. Por sua fácil detecção e identificação em colisões a Altas Energias, o
múon se tornou uma ferramenta nas grandes descobertas científicas do último século.
26
PÍON (1947)
Figura 8Píon
Fonte:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/62/Quark_structure_pion.s
vg/220px- Quark_structure_pion.svg.png
O píon foi descoberto em 1947 pelos físicos Giuseppe Occhialini, Cecil Frank
Powell e Cesar Lattes. Não é uma partícula elementar, mas é uma partícula subnuclear
de grande importância pois é um dos componentes da radiação cósmica. Os prótons
da radiação cósmica colidem e interagem com os núcleons da matéria que forma a
atmosfera. Essas interações dão origem a diversos tipos de fragmentos e a uma grande
quantidade de píons, os quais decaem em múons.
27
OS QUARKS
Figura 8; Do átomo ao quark
Fonte: http://cafpe.ugr.es/img/fisica_particulas/estructura_es.jpg
Os quarks e antiquarks são os componentes fundamentais da matéria. Léptons
e quarks são as partículas fundamentais constituintes da matéria. Léptons são
partículas de spin ½, sem cor, que podem ter carga elétrica ou não, aparentemente não
tem estrutura interna. As partículas que têm estrutura interna são chamadas hádrons.
Existem dois tipos de hádrons: os formados por três quarks ou três antiquarcks que são
os bárions e os formados por um quark e um antiquark que são os mésons.
Quarks tem carga elétrica fracionária, (+2/3) para alguns tipos e (-1/3) para
outros tipos.
Os quarks seriam partículas de carga elétrica fracionaria que, teoricamente,
seriam confinados no interior das partículas, ou seja, seria impossível
observa-los na natureza, como se pode observar por exemplo, com os
elétrons (CARUSO, 2016).
Gell-Mann (1964) e Zweig (1964) sugeriram através de seus estudos que
todos os hádrons deveriam ser feitos de subestruturas de férmions de spin ½, os quais
Gell-Mann batizou de quarks.
As maiores evidências da existência dos quarks provêm de experiências
chamadas de espalhamento inelástico profundo. No final da década de 60, começaram
a ser realizadas várias experiências no Stanford Linear Accelerator Laboratory
28
(SLAC). Através de colisões extremamente energéticas, o elétron cede sua energia e
momento para o fóton virtual, cujo espalhamento ocorre igualmente em uma grande
variação angular. Experimentos mostraram que o espalhamento está ocorrendo dentro
de pequenos objetos pontuais que se encontram dentro de bárions, férmions de spin ½.
Essas substruturas foram identificadas como sendo os quarks.
O UP
O up é o primeiro dos quarks, É um dos constituintes básicos da matéria
ordinária. O próton é formado por 2 quarks up e 1 down, e o nêutron, por 2 quarks
down e 1 up.
O DOWN
O down é o segundo dos quarks. É um dos constituintes básicos da matéria
ordinária. O próton é formado por 2 quarks up e 1 down, e o nêutron, por 2 quarks
down e 1 up.
O STRANGE
O strange é o terceiro dos quarks. No final da década de 1940, o estudo de
raios cósmicos revelou a existência da partícula lambda. O fato de a partícula lambda
viver tanto tempo era estranho, muito diferente das demais partículas conhecidas. A
partícula lambda é constituída por três quarks: 1 up, 1 down e um terceiro quark
nomeado estranho.
O CHARME
O charme é o quarto quark a ser proposto. No ano de 1964, os norte-
americanos James Daniel Bjorken e Sheldon Lee Glashow propuseram a existência de
outro férmion fundamental: o quark charmoso.
O BOTTOM
O bottom (b) foi o quinto quark a ser descoberto em 1977 pelo físico Leon
Lederman.
O TOP
O quarck top foi descoberto através de dois experimentos de grande porte, o
DO e o CDF no acelerador Tevatron, de colisão de prótons e antiprótons a uma
energia no sistema do centro de massa de 2TeV. O Tevatron fica situado no
laboratório americano Fermilab ou Fermi National Accelerator Laboratory.
29
Possui massa cujo valor é quase 200 vezes a massa do próton. Apresenta um
único modo de decaimento em bottom.
CLASSIFICAÇÃO DAS PARTÍCULAS
Figura 9; Classificação das partículas.
Fonte:
http://1.bp.blogspot.com/_zeJnC0Hof84/TnhuBOcxpYI/AAAAAAAAADs/ggiXTPEt
ius/s1600/sm_particles.jpgte:
Distinguimos duas grandes classes de partículas pela sua capacidade de ter
interações forte e fraca. Chamamos léptons as partículas que não podem ter interação
forte, podem ter somente interações fracas e eletromagnéticas. Hádrons podem ter
interações forte e fraca, além de eletromagnéticas e uma terceira classe de partículas
chamadas bósons intermediárias ou bósons de calibre.
Os quarks up, down e strange foram os primeiros propostos, mas depois
foram descobertos três outros, o charme, o bottom e o top.
30
Uma partícula é identificada através de várias propriedades: massa, carga
elétrica, spin, paridade, meia-vida, os números estranheza, charme, bottom e top, e
modelos de desintegração.
OS BÓSONS INTERMEDIÁRIOS W E Z
A descoberta dos bósons intermediários das interações fracas W+, W
- e Z
0
marcaram o início dos experimentos realizados por grandes colaborações
internacionais.
São partículas elementares de spin 1, de massa mw =80,4 GeV e mz =91,2
GeV.
Sua descoberta estabeleceu uma imagem racional e coerente dos fenômenos
naturais, que culminou no chamado Modelo Padrão da Física de Partículas.
MODELO PADRÃO
O significado da palavra átomo em sua origem grega é indivisível. Porém
durante o séc.XX, a compreensão do átomo avançou enormemente resultando em
grandes avanços tecnológicos que desfrutamos no séc.XXI.
Em 1808, o inglês John Dalton propôs que a matéria seria composta por
partículas indivisíveis. Anos mais tarde essa concepção foi substituída por um átomo
composto por um núcleo minúsculo envolto por elétrons que giram em órbitas ao seu
redor. O núcleo seria formado por partículas chamadas nêutrons e prótons.
Com o desenvolvimento da Mecânica Quântica e o estudo das radiações
nucleares e das colisões entre partículas, foi descoberto que o núcleo atômico possui
mas do que prótons e nêutrons.
Partindo de descobertas de novas partículas, se desenvolveu uma teoria que
pudesse relacionar as forças conhecidas e as diversas partículas que haviam sido
encontradas.
Durante o século XIX, por meio de experiências simples e bastante
engenhosas, físicos e químicos obtiveram êxito na determinação da razão
das massas de diferentes elementos químicos [...]. No final do século XIX,
o átomo foi quebrado, e o elétron foi a primeira partícula observada. Já no
final do final do séc. XX descobriram-se centenas de novas partículas. Hoje
as partículas são tantas, que os físicos precisaram inventar um novo modo
de classificá-las. O esforço comum de físicos teóricos, fenomenólogos e
experimentais configurou modelos que foram testados ao longo das últimas
décadas e resultaram no Modelo Padrão. Descobriu-se que as partículas,
além de massa e carga, têm outras propriedades: spin, charme, cor,
estranheza (ABDALLA, 2006).
31
Surge então o Modelo Padrão, uma teoria que descreve as partículas
fundamentais que constituem a matéria e as forças eletromagnética, forte e fraca.
INTERAÇÃO ENTRE PARTÍCULAS
Há quatro tipos de interação entre partículas: forte, fraca, eletromagnética e
gravitacional.
A força forte é a nuclear, mais intensa, que se exerce entre prótons e nêutrons
em todas as circunstâncias. A força fraca é a que produz a desintegração das
partículas. A força eletromagnética devida à carga elétrica. Tem função extremamente
importante na constituição da matéria, porque é a força que permite a formação das
moléculas. A interação gravitacional que é a atração universal que existe entre todos
os corpos.
Figura 10; Modelo Padrão
Fonte: http://image.slidesharecdn.com/fisiii02cargaeltrica-141004172936-conversion-
gate01/95/fisica-iii02-carga-eltrica-4-638.jpg?cb=1412443796
32
3 REVISÃO DA LITERATURA
As Ciências Naturais são um conteúdo cultural de grande relevância para a
vida, a compreensão do mundo contemporâneo e sua atuação nele.
Necessitamos hoje de um ensino de ciências disponível à todos e de um
conhecimento científico mais próximo da produção contemporânea, privilegiando
conteúdos, métodos e atividades que nos favoreça a trabalhar coletivamente numa
interface do conhecimento com outras áreas, considerando sua relevância social e
histórica. Precisamos incentivar os professores a usar e divulgar novos conhecimentos
e práticas que poderão ser apropriadas pelos alunos.
Os PCN‟s (Brasil 1996) sugerem que no ensino de Ciências Naturais o
conhecimento científico seja fundamental, mas não suficiente. É essencial considerar o
desenvolvimento cognitivo dos estudantes, relacionado a suas experiências, sua idade,
sua identidade cultural e social, e os diferentes significados e valores que as Ciências
Naturais podem ter para eles, para que a aprendizagem seja significativa.
Por meio de temas de trabalho, o processo de ensino e aprendizagem na área
de Ciências Naturais pode ser desenvolvido dentro de contextos social e culturalmente
relevantes, que potencializam a aprendizagem significativa. Os temas devem ser
flexíveis o suficiente para abrigar a curiosidade e as dúvidas dos estudantes,
proporcionando a sistematização dos diferentes conteúdos e seu desenvolvimento
histórico, conforme as características e necessidades das classes de alunos, nos
diferentes ciclos.
Uma das funções do ensino de ciências no ensino fundamental é a que
permita ao aluno se apropriar da estrutura do conhecimento científico e de seu
potencial explicativo e transformador. A conceituação envolvida nos modelos e teorias
se mostram relevantes e pertinentes para a inclusão curricular, possibilitando a
abordagem científica dos fenômenos e situações no interior da escola e em seu exterior
quando o aluno dela estiver afastado, para além dos muros da escola.
A educação escolar necessita passar por desafios do mundo contemporâneo,
estes incidem diretamente sobre a formação dos professores, cujas práticas
tradicionalmente estabelecidas e disseminadas mostram sinais inequívocos de
esgotamento. É necessária a superação do senso comum pedagógico.
O professor de ciências naturais precisa ter o domínio de teorias científicas e
de suas vinculações com a tecnologia.
33
Os desafios do mundo contemporâneo, particularmente os relativos à
transformações pelas quais a educação escolar necessita passar, incidem
diretamente sobre os cursos de formação inicial e continuada de
professores, cujos saberes e práticas tradicionalmente estabelecidas e
disseminadas dão sinais inequívocos de esgotamento (DELIZOICOV et al
2003).
Para Delizoicov (2003, p.31) temos seis desafios prementes no ensino de
Ciências:
1. Superação do senso comum pedagógico;
2. Ciência para todos:
3. Ciência e tecnologia como cultura:
4. Incorporar conhecimentos contemporâneos em ciência e tecnologia:
5. Superação das insuficiências do livro didático:
6. Aproximação entre pesquisa em ensino de Ciências.
A instrumentação para o ensino poderá ser feita através de aprofundamentos
em estudos da história do ensino de Ciências no Brasil, através da produção de
dissertações e teses sobre o ensino de ciências, defendidos pelos programas de pós-
graduação brasileiros e da avaliação dos livros didáticos. Através de exemplares de
temas e problemas investigados pela área de pesquisa em ensino de ciências, bem
como de desafios e leituras complementares, afirma (DELIZOICOV et al 2003).
É preciso que sejam incorporados na prática do cotidiano escolar, em favor da
melhoria do ensino e da aprendizagem, os espaços de divulgação científica e cultural
como: museus, planetários, parques, exposições, feiras, fixos ou itinerantes. Esses
espaços não podem permanecer ausentes ou desvinculados do processo de ensino
aprendizagem, devem fazer parte dele de forma planejada, sistemática e articulada
(DELIZOICOV et al 2003).
A meta pretendida no momento é muito mais a de capacitar os alunos ao
emprego dos conhecimentos, com o objetivo de formá-los para que articulem a
conceituação científica com situações da realidade, do que simplesmente encontrar
uma solução. Independentemente do aparato matemático disponível para enfrentar
problemas, a identificação e emprego da conceituação envolvida é que estão em pauta
neste momento. O uso articulado da estrutura do conhecimento científico com as
situações significativas envolvidas nos temas, para melhor compreendê-las, é uma das
metas a ser atingida com o processo de ensino aprendizagem. O que precisa ser
explorado é o potencial explicativo e conscientizador das teorias científicas.
34
3.1 A INSERÇÃO DA FÍSICA MODERNA E CONTEMPORÂNEA NO
CURRÍCULO ESCOLAR, O ENSINO DE FÍSICA NO ENSINO
FUNDAMENTAL E O PAPEL DOS CLÁSSICOS DA LITERATURA NO
ENSINO FUNDAMENTAL.
Apresento aqui uma breve analise de algumas contribuições publicadas no
Brasil e que subsidiam o presente trabalho.
1- Em seu artigo Partículas Elementares e Interações Fundamentais,
segundo Ministério da Educação, Marco Antônio Moreira, Física na Escola,
v.5,n.2,p.10-14(2004), procura dar através da técnica dos mapas conceituais, uma
visão introdutória ao assunto partículas elementares e interações fundamentais.
Moreira afirma que é possível mostrar que esse tema pode ser abordado de
maneira acessível, sem muitas ilustrações que acabam tolhendo a imaginação dos
alunos e até mesmo dificultando a aprendizagem de certos conceitos. Com habilidade
didática, talvez se possa transmitir aos alunos a ideia de um assunto excitante,
colorido, estranho e charmoso ao invés de difícil e enfadonho.
2- No caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v.9, p.209-
214, 1992.
Encontramos um artigo muito interessante com o título: A Inserção da Física
Moderna e Contemporânea no Ensino de Física na Escola de 2º grau.
Neste texto Eduardo Adolfo Terrazzan do Centro de Educação – UFSM,
sugere parâmetros para desenvolver atividades dirigidas à inserção de conteúdos de
física moderna e contemporânea no ensino de 2º grau. Terrazzan argumenta que os
nossos currículos de física, em termos de 2º grau são pobres e todos muito
semelhantes. Continuamos a seguir a mesma sequencia ditada pelos manuais
estrangeiros de ensino de física utilizados no século passado. Dessa forma, as
variações em torno da divisão de
Temas adotados no ensino de Física em nossa de 2º grau, mantém excluída,
na prática, toda a física desenvolvida neste século. Há grande concentração de tópicos
de física desenvolvida aproximadamente entre 1600 e 1850.
Assim, os conteúdos que comumente abrigamos sob a denominação de Física
Moderna, não atingem os nossos estudantes. Menos ainda os desenvolvimentos mais
recentes da Física Contemporânea.
35
O que se pode esperar de uma Física escolar que esteja tão
descompassada/defasada no tempo?
3- Em seu artigo A Importância da Física nas Quatro Primeiras Séries do
Ensino Fundamental, Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 29, n. 1, p. 89-94,
2007. Carlos Schroeder sugere que a importância das aulas de Física desde as
primeiras séries do ensino fundamental está muito mais no auxílio ao desenvolvimento
da autoestima e da capacidade de aprender a aprender das crianças do que em aspectos
utilitários, tais como preparar os estudantes para os conteúdos do ensino médio.
Schroeder adota uma perspectiva mais ampla a respeito dos propósitos do
ensino da física. As atividades desenvolvidas com as crianças descritas no artigo, mais
visam desafiá-las a resolver problemas de maneira colaborativa e refletir suas ações do
que simplesmente prepará-las para a física do ensino médio ou vestibular. Os
resultados mostram que esse tipo de atividade pode ser produtiva, mas indicam que
talvez seja necessário haver uma revisão das expectativas que todos os envolvidos no
ensino (professores, direção, pais e alunos) têm da escola e daquilo que efetivamente é
praticado em sala de aula.
4- Em seu artigo A Física dos Quarks e a Epistemologia, Ver. Bras. Ensino
Fís. Vol.29 n. 2 São Paulo 2007, Marco Antônio Moreira apresenta conceitualmente a
física dos quarks como um assunto acessível e motivador. Através da história dos
quarks, o autor exemplifica questões epistemológicas.
5- No artigo Porque ensinar física moderna e contemporânea no ensino
médio? Uma revisão das justificativas dos trabalhos acadêmicos, R. B. E. C. T., vol
6, núm. 1, jan-abr.2013 ISSN - 1982-873X, João Ricardo Neves et al, promove uma
revisão bibliográfica das pesquisas acadêmicas que se propõe a investigar a inserção
de tópicos de Física Moderna e Contemporânea no Ensino Médio, em busca de suas
justificativas. Com essa revisão bibliográfica o autor pretende discutir o que os
pesquisadores em Ensino de Física têm defendido quando se trata de justificar a
importância do trabalho com os conteúdos pertencentes à Física Moderna e
Contemporânea no Ensino Médio.
6- Em seu artigo A Inserção da Física Moderna no Nível Médio: Um
Projeto Que Visa à Introdução do Tema da Supercondutividade em Escolas
Brasileiras, de
36
Fernanda Ostermann - Caderno De Física da UEFS 04 (01 e 02): 81-88, 2006 diz que
os currículos de Física nas escolas brasileiras exclui toda a desenvolvida no século
XX.
Em vários países desenvolvidos, os sistemas escolares contemplam nos
currículos, quase sem exceção, o tratamento de tópicos modernos. No Brasil ainda é
reduzido o número de trabalhos publicados e que buscam colocar em sala de aula
propostas de atualização. É preciso investir na possibilidade de introduzir tópicos de
FMC no nível Médio, verificando resultados de aprendizagem em condições reais de
sala de aula, a partir da utilização de materiais didáticos especialmente preparados.
7- O artigo Sobre o ensino de Física Moderna e Contemporânea: uma
revisão da produção acadêmica recente, de Fernanda Ostermann - Investigação em
Ensino de Ciências – v.14(3), pp.393-420, 2009, apresenta uma revisão da literatura
sobre o ensino de física moderna e contemporânea realizada através da consulta a
artigos publicados nas principais revistas de todo Brasil e do exterior no período de
2001 a 2006. Constatando que embora haja um número considerável de estudos
envolvendo propostas didáticas inovadoras, há poucos trabalhos que investigam os
mecanismos envolvidos no processo de construção do conhecimento relativo a temas
de física moderna e contemporânea em sala de aula.
8- O artigo Elaboração de Material Didático de Física para as Séries
Iniciais do Ensino Fundamental, de Tatiana Comiotto Menestrina et al, é decorrente
de um projeto de extensão que, após análises de resultados de projetos anteriores, viu-
se a importância e a necessidade da presença da Física nas Séries Iniciais do Ensino
Fundamental, já que os estudantes demonstraram grande potencial em compreender os
conceitos dessa disciplina, o que foi comprovado pela pesquisa: “As concepções
espontâneas dos estudantes do Ensino Fundamental (4º a 8º séries) e do Ensino Médio
(3º ano) quanto a conceitos físicos.
9- O artigo A Importância dos Contos de Fadas na Educação Infantil, VV
FIPED Fórum Internacional de Pedagogia Paraíba- PI/Brasil. Campina Grande,
REALIZE Editora, 2012, de Maria Auricélia Lima da Silva relata que a presença da
literatura infantil na escola e no lar representa um estímulo frente à aprendizagem da
literatura. A criatividade também é estimulada, fazendo com que a criança desenvolva
a imaginação e a fantasia. Os contos infantis oferecem a criança uma forma lúdica de
aprender e contribuir na formação do ser humano.
37
11- O artigo A Importância da Literatura Infantil nos anos iniciais do
ensino fundamental, Artigo apresentado como requisito para avaliação final da
Disciplina de Conclusão de Curso 2, orientado pela professora Elizabete Velter Borges
Curso de Pedagogia UNIGRAN – MS, de Juliane da Silva Medeiros Soares descreve
que atualmente sabe-se que os anos iniciais não são apenas um espaço para ensinar,
mas também para educar a outras áreas do conhecimento. Isto significa abrir novos
horizontes onde a criança possa descobrir, criar e construir seu aprendizado. Através
das histórias infantis, pode-se entrar num mundo magnífico, onde tudo é possível, ao
mesmo tempo em que ensinam lições maravilhosas, aproximando os alunos das
atividades lúdicas.
Os clássicos da literatura infantil demonstram a genialidade e a criatividade
da mente do homem no decorrer da história da humanidade. Livros que trazem em seu
interior a essência da verdade, não a simples verdade de uma época ou de uma
sociedade, mas sim, algo que é universal e atemporal: valores éticos, morais e
filosóficos, medos e preocupações, questionamentos que povoam a mente do ser
humano, em qualquer período histórico, como no universo dos sonhos; mágico e
fabuloso, de Lewis Carrol (1832- 1898).
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 DELINEAMENTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA.
Em virtude de nossa proposta de trabalho escolhemos a pesquisa qualitativa
com nuances de pesquisa-ação, como melhor instrumento de investigação e análise de
dados.
Define-se a pesquisa como um procedimento racional e sistemático, que tem
como principal objetivo encontrar respostas aos problemas que são propostos.
Desenvolve-se a pesquisa mediante a predisposição dos conhecimentos e a cuidadosa
utilização de métodos e técnicas de investigação científica.
Segundo Gil (2010), o êxito de uma pesquisa depende fundamentalmente de
certas qualidades intelectuais e sociais do pesquisador:
a) conhecimento do assunto a ser pesquisado;
b) curiosidade;
c) criatividade;
d) integridade intelectual;
38
e) atitude autocorretiva;
f) sensibilidade social;
g) imaginação disciplinada;
h) perseverança e paciência;
i) confiança na experiência” (pag. 4).
A pesquisa qualitativa tem como foco principal a realidade enraizada nas
percepções dos sujeitos; objetivando a compreensão e os significados retirados de
narrativas verbais e observações.
Segundo Bogdan e Biklen (1994), a investigação qualitativa possui
características múltiplas:
a) Ocorre em ambientes naturais; com frequência o investigador se
dirige ao local dos participantes com o objetivo de recolher os dados com o maior
número possível de detalhes;
b) Utiliza múltiplos métodos de coleta de dados interativos e
humanistas; atuando de forma ativa e sensível para com os participantes no estudo;
c) Surge do processo de investigação; podendo mudar e redefinir as
questões durante o processo;
d) É interpretativa e descritiva; a interpretação dos dados é feita pelo
investigador, que descreve detalhadamente os participantes, os locais, a análise de
dados e a conclusão;
e) Tem caráter indutivo;
f) É de natureza significativa; o investigador deve ter a preocupação
essencial em saber como as pessoas dão significado às suas vidas e quais são suas
perspectivas pessoais;
g) O investigador de uma pesquisa qualitativa deve ver os fenômenos
sociais de forma holística;
h) O investigador qualitativo deve refletir sobre o seu papel na
investigação; deve reconhecer possíveis valores e interesses pessoais;
i) A recolha de dados, a análise e o processo de escrita devem ser
usados simultaneamente pelo investigador qualitativo;
j) Como o investigador qualitativo passa grande parte de seu tempo no
local de estudo, é considerado o principal instrumento de recolha de dados;
39
k) Para o investigador qualitativo, a preocupação com o processo é
maior que a preocupação com os resultados.
Elliott (1991, p.69) diz: “pesquisa ação é o estudo de uma situação social com
vistas a melhorar a qualidade de ação dentro dela”.
Dez características da pesquisa-ação:
1-inovadora;
2-contínua;
3-pró-ativa estrategicamente;
4-participante;
5-intervencionista;
6-problematizada;
7-deliberada;
8-documentada;
9-compreendida;
10-disseminada, (Educação e Pesquisa, 2005).
Acreditamos que a pesquisa qualitativa é o melhor enfoque de investigação a
ser seguido. A pesquisa-ação proporciona aos participantes envolvidos na pesquisa
condições de investigar e refletir criticamente sobre a sua prática, possibilitando a
busca de estratégias para a resolução dos problemas encontrados.
4.2 PLANOS DE AÇÃO/ CONTEXTO DA PESQUISA
Para verificar a possibilidade da inserção e aprendizagem do conceito de
partículas elementares no quarto ano do Ensino Fundamental foi elaborada uma UEPS
(Unidade de Ensino Potencialmente Significativa) Moreira (2011), aplicada a 19
alunos, sendo 9 meninas e 10 meninos, com faixa etária entre 9 e 10 anos.
Trata-se de uma sequência didática, com grande potencial de êxito na
facilitação da aprendizagem significativa. Essa pesquisa foi desenvolvida no Colégio
Portal, uma escola da rede privada de ensino com oferta do ensino fundamental,
porque encontramos prontidão por parte da gestão da instituição em participar e
colaborar com a pesquisa.
Partindo deste critério, o Colégio Portal mostrou-se mais indicado
principalmente por valorizar a curiosidade, estimular a observação, a criatividade e o
espírito descobridor de cada aluno. A instituição entende que quanto mais cedo se
40
adquire interesse pelo conhecimento, mais simples e agradável será o processo de
aprendizagem. Atuando desde 1997, o Colégio Portal atende a Educação Infantil e o
Ensino Fundamental.
Figura 11; Fachada Colégio Portal.
Rua Alexandria, 05 – Jardim Itália, Cuiabá – MT, 78060-820.
Fonte:https://lh6.googleusercontent.com/proxy/glodMSO9PI9hUZChOFE5Cg8VVxBcvRTdBQDf9xQtgp33z0plGnZBKLQi8OeotzA8A0AvUyd9J
i9Nb3a8yzygJ0UaapgqNsE6TG4zONwRfh_LjMPcaXxDJP2tEWCUZbrIOcd1LpyMcp7t_L8_okyDKtKP2zQ_pbusUew=w213-h160
Figura 12; Localização do Colégio Portal.
Fonte: Google Maps
41
O quadro de profissionais estabelece um professor habilitado para cada
disciplina, possibilitando assim a ampliação e aprofundamento de conceitos e
procedimentos diante da diversidade de profissionais envolvidos.
Sob este critério, a escola escolhida despertou interesse, não somente por
contemplar todas as etapas do ensino fundamental, mas principalmente pelo trabalho
com projetos trimestrais, onde se observa um engajamento muito grande do seu corpo
docente e equipe técnica.
A instituição possui 800 alunos, instalações adequadas, recursos multimídia,
laboratórios, biblioteca e uma equipe de professores com larga experiência em ensino.
A seguir descreverei os passos de realização do trabalho de aplicação da
UEPS construída, abordando o tema Partículas Elementares, seus objetivos e as
atividades desenvolvidas referenciadas por Moreira (2012).
Foi definido junto a Direção da escola e com a Coordenação Pedagógica, a
sequência de encontros para o desenvolvimento das UEPS (Unidades de Ensino
Potencialmente Significativas).
Durante o primeiro encontro o grupo participante contou com 19 alunos do 4º
ano do ensino fundamental, 10 meninos e 9 meninas, com idade de 09 e 10 anos
Estiveram presentes na aplicação de todo o material didático a Coordenadora
Pedagógica da escola e a professora da disciplina de ciências, que por iniciativa
própria se dispuseram a participar como observadoras das atividades da pesquisa. A
coordenadora acompanhou o processo de envolvimento dos alunos com a aplicação da
Unidade de Ensino Potencialmente Significativa e a professora de ciências observou a
abordagem do conteúdo envolvendo as partículas elementares.
Observamos a organização da escola, a prontidão dos alunos e profissionais
envolvidos no trabalho pedagógico. Observamos também a participação dos alunos
nas atividades, demonstrando interesse e dedicação. Ficou evidente a grande facilidade
de interação entre os colegas.
Para a implementação do material foi elaborada uma sequência didática com
o tema: “Partículas Elementares no Ensino Fundamental: uma primeira abordagem
(anexo C)”.
Esse material integrou a utilização de filmes, textos, discussões em grupo,
construção de esquemas.
42
Cada organizador precede uma unidade correspondente de material detalhado
e diferenciado. Os organizadores iniciais fornecem um ancoradouro, antes que o
aprendiz se confronte com o novo material. Os organizadores podem também ser
utilizados de acordo com a reconciliação integrativa, quando indicam explicitamente,
de que forma as ideias relacionadas são essencialmente similares ou diferentes das
novas ideias e informações a aprender.
1º Encontro:
O primeiro encontro de 60 min aconteceu no dia 05 de novembro do ano de
2015, para esta etapa propomos aos alunos assistirem ao filme Alice no País das
Maravilhas – História Infantil (anexo H e I). É a história da menina que decidiu seguir
o coelho que estava muito atrasado. Durante a sua corrida atrás do coelho, caiu em um
grande buraco, o caminho para o País das Maravilhas, um lugar habitado por criaturas
mágicas.
Por ser considerado um clássico da literatura infantil, de grande importância
para o desenvolvimento da criança, pois auxilia a criança na sua formação em relação
a si mesma e ao mundo a sua volta, os significados simbólicos da literatura infantil
tornam a compreensão de certos valores básicos da conduta humana. A literatura
infantil contribui para que a criança desenvolva a imaginação, suas emoções, seus
sentimentos, de maneira prazerosa e significativa.
Podemos utilizar o fascínio que as crianças têm pelos contos de fada para abrir
um caminho de descoberta e compreensão do mundo; ajudando-as a entenderem o
mundo que as cercam, contribuindo de forma significativa na formação da sua
personalidade. Utilizando a fantasia podemos facilitar a compreensão das crianças em
relação a determinados conceitos, pois traz mais proximidade da maneira que elas
percebem o mundo, pois ainda não são capazes de compreender a realidade.
O conto de fadas traz aos poucos a magia, a fantasia e o imaginário, que aos
poucos deixam de ser fantasia para se tornar realidade.
Bettelheim (2015, p.47) diz: ”O conto de fadas procede de uma maneira
consoante ao caminho pelo qual uma criança pensa e experimenta o mundo; por esta
razão os contos de fadas são tão convincentes para elas”.
Todas as situações colocadas pelos alunos foram discutidas em grande grupo,
com mediação da docente investigadora, no caso eu, sem necessariamente chegar a
respostas.
43
A Unidade de Ensino Potencialmente Significativa tem como princípio
norteador que pensamentos, sentimentos e ações estão integrados no ser que aprende;
sendo esta integração positiva e construtiva, quando a aprendizagem é significativa
(Novak).
Figura 13; Alice no País das Maravilhas, de Lewis Carroll Fonte:http://cdn.doutissima.com.br/wp-content/uploads/2015/04/literatura-infantil-01-tt-width-640-height-420-
bgcolor-FFFFFF.jpg
Sugerimos também que seja apresentado posteriormente a esses alunos, o
filme Alice no País de Quantum, de Robert Gilmore, professor de Física na
Universidade de Bristol, Inglaterra.
O filme retrata a Física Quântica, trazendo-a ao alcance de todos. Abordando
o assunto através da história, introduzindo os conceitos de Mecânica Quântica e Física
de Partículas.
Para Ausubel, a principal função do organizador prévio é a de servir de ponte
entre o que o aprendiz já sabe e o que ele deveria saber a fim de que o novo material
pudesse ser aprendido de forma significativa. Os organizadores devem:
- Identificar o conteúdo relevante na estrutura cognitiva e explicitar a
relevância desse conteúdo para aprendizagem do novo material;
- Dar uma visão geral do material em nível mais alto de abstração,
salientando as relações importantes;
- Prover elementos organizadores inclusivos ideacionais, que possam ser
usados para assimilar significativamente novos conhecimentos.
44
Após o término do filme foi perguntado a eles o que compreenderam. Todas
as situações colocadas pelos alunos foram discutidas em grande grupo, com mediação
da docente investigadora, sem necessariamente chegar a respostas.
A atividade durou uma aula.
2º Encontro:
O segundo encontro com duração de 60 min aconteceu no dia 05 de
novembro do ano de 2015, onde propomos uma situação- problema, que segundo a
orientação da UEPS dará sentido a novos conhecimentos, por ser uma atividade criada
para despertar a intencionalidade do aluno para a aprendizagem significativa.
Propomos um problema que propiciou uma situação ou conflito para o qual
não se tem uma resposta imediata, que se apresenta de maneira estranha as situações
as quais estamos acostumados cotidianamente. As questões situações-problema
iniciais foram discutidas em grupo, com a minha mediação, tendo como intenção ouvir
a opinião dos alunos sobre o filme Alice no País das Maravilhas e estimular a
curiosidade sobre o mundo das coisas muito pequenas. No caso a existência de uma
porta de 40 centímetros que possibilitava a passagem para um lugar onde as coisas
fossem diminuindo de tamanho, um novo universo. Universo onde existem coisas que
não podemos ver.
A situação problema apresentada para os alunos foi a elaboração de cinco
questões relacionadas ao filme Alice no país das maravilhas, descritas abaixo:
a) Responda as questões (situações-problema): (anexo D) “Alice
encontrou uma cortina que não havia percebido antes, e atrás dela existia uma pequena
porta de aproximadamente 40 centímetros: a menina colocou a pequena chave dourada
na fechadura e, para seu grande prazer, ela encaixou!”.
Desenhe a chave que Alice usou.
b) “Alice abriu a porta e viu que dava para uma pequena passagem, não
muito maior que um buraco de rato.”
É possível existir um mundo onde as coisas são menores que um buraco de
rato?
45
c) Será que existem coisas que não podemos ver?
d) Qual a menor coisa que você já viu?
e) Você conhece um ou mais aparelhos que nos ajudam a ver essas
coisas?
3º Encontro:
O terceiro encontro com duração 60 min aconteceu no dia 06 de novembro do
ano de 2015, sendo ministrada uma aula teórica onde foram trabalhados os conceitos
de partículas, matéria, átomo, moléculas utilizando um quadro branco para aula
expositiva. A atividade proposta teve a participação ativa dos alunos que
demonstraram muito interesse pelos conceitos abordados no texto e durante a aula
expositiva e dialogada. Isso foi comprovado através da atuação dos alunos que saíram
de seus lugares e se dirigiram ao quadro negro para expor suas novas concepções.
Estes conceitos foram apresentados novamente aos alunos através da leitura do texto:
A Natureza Atômica da Matéria (Física Conceitual, Paul G. Hewitt-2002 – adaptado),
disponibilizado neste trabalho (anexo G).
A seleção do livro foi realizada buscando um material com conceitos básicos
da Física, explicados de forma simples e clara. O texto foi adaptado ao nível cognitivo
dos alunos, mostrando conceitos fundamentais como o conceito de matéria, partículas,
átomos, moléculas, etc.
Para esta etapa foram escolhidos e apresentados aos alunos os vídeos:
Vídeo - (quer que desenhe? Um sábado qualquer), do Canal “Quer
que eu desenhe? “O Átomo”, criado por Carlos Ruas, designer da cidade de Niterói –
RJ, com o intuito de praticar o diálogo e o debate filosófico através de animações
didáticas. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=JvA4tKRDgzE,
Vídeo - Licenciatura em Ciências: Partículas Elementares. Duração:
9 min 40 seg, do projeto e-Aulas: Portal de Vídeo aulas da USP, produzido para o
curso de Licenciatura em Ciências USP/Univesp, com o objetivo de dar uma visão
mais ampla possível a partir de conceitos fundamentais e da estrutura da matéria. Visa
através
46
da disseminação do conhecimento, permitir aos professores e ao
público em geral o acesso aos seus vídeos aulas, para melhoria do processo ensino
aprendizagem. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=bpK4bDAm58s
Percebemos que no decorrer das atividades os alunos ficaram muito
motivados a participar.
Os conceitos de matéria, partículas, átomo, foram novamente apresentados
aos alunos, com o objetivo de criar a oportunidade de uma diferenciação progressiva,
de forma que as ideias mais gerais e inclusivas fossem apresentadas antes e,
progressivamente diferenciadas. E de uma reconciliação integradora explorando
relações entre ideias, apontando similaridades e diferenças significativas. Ao final da
introdução dos novos conceitos, retomou-se a situação posta pelo filme e questionou-
se aos alunos sobre a validade da situação apresentada por Alice e sua visão sobre até
que ponto são legitimadas pela ciência, reconciliando discrepâncias reais ou aparentes.
Na sequência foram apresentadas novas situações-problema, que estão
relacionadas abaixo, referentes aos conceitos de matéria, partículas, átomo, dando aos
alunos a oportunidade de expressar suas ideias acerca destes conceitos, bem como sua
representação através de desenho que foi sugerido no item b do questionário.
As questões (situações-problema): (anexo E)
a) Então, o que é um átomo?
b) Quero que você desenhe, pode ser? Se um colega menor pedir para
você explicar como é um átomo, não seria melhor desenhar? Faça um desenho.
c) Muito bem! Você desenhou o átomo. Pode me dizer se existem
partículas ainda menores que os átomos?
d) Você sabe me dizer de que é feita a matéria?
e) Quem são essas partículas elementares, os blocos fundamentais de
que tudo é feito?
As atividades foram desenvolvidas em uma aula.
Segundo Moreira (2011), a diferenciação progressiva pode utilizar uma série
de conceitos hierarquizados em ordem decrescente de inclusividade.
47
Figura 14: Imagens das atividades realizadas pelos alunos do 4º ano do ensino
fundamental.
Fonte: próprio autor, 2016.
48
4.3 SITE EDUCACIONAL PARTÍCULAS DO SABER
APRESENTAÇÃO
Um Website ou site é um conjunto de páginas web compostas por textos,
imagens e animações que são utilizadas para apresentar produtos, informações,
notícias, que podem ser acessadas através de softwares conhecidos como navegadores
ou Browsers.
O World Wide Web foi desenvolvido no CERN por Tim Berners-Lee e sua
criação foi comparada a uma teia (Web em inglês). Cada nó da teia é um local virtual
onde existem os hipertextos. Um conjunto de hipertextos é um website.
O nosso produto – Site Educacional Partículas do Saber, foi criado durante o
ano de 2015 com os estudos e aprofundamentos da Física de Partículas no Programa
de Pós – Graduação em Ensino de Ciências Naturais, no Instituto de Física da
Universidade Federal de Mato Grosso.
Por ser um dos instrumentos de publicidade mais eficientes que existem, por
apresentar um ambiente lúdico e interativo, por se adaptar automaticamente a
aparelhos celulares e tabletes, escolhemos a construção do site como opção para
manter alunos e professores conectados a uma rede educacional a qualquer hora e em
qualquer lugar.
O conteúdo do site é composto de textos, fotos, imagens com integração ao
Google Maps You tube e Links.
Possibilita postagens de novidades na área científica, comentários e sugestões.
Conhecimento e informação podem ser transferidos para outrem, sem que eu
fique sem eles. Se formos espertos, conseguiremos produzir mais conhecimento e mais
informação, ao compartilhá-los.
(Alvin Tofler, 03/05/2000)
49
1 – Introdução ao Produto - Site Educacional Partículas do
Saber
O Site Educacional Partículas do Saber apresenta a Física Moderna e
Contemporânea aos alunos e professores através de temas interessantes e atuais e do
conhecimento de novas tecnologias. Aproximando-os assim de uma visão atualizada
da ciência e de seu método, como algo não fechado e unilateral, trazendo o entendendo
de como se formou o conhecimento nessa área de pesquisa e como os cientistas
pretende responder a questionamentos como: O que aconteceu na origem do universo?
A Física de Partículas é uma área da física que se desenvolveu no último século
e suas pesquisas têm contribuído grandemente para o desenvolvimento da sociedade.
Fazer a relação entre ciências, tecnologia e sociedade é de fundamental importância
para a construção de uma educação de qualidade, formando pessoas com visão crítica,
capazes de entender situações que atualmente norteiam nosso mundo.
Através da página Baú da História, os temas são tratados num contexto
histórico, facilitando aos alunos e professores o entendimento de que a ciência é uma
construção coletiva e que interessa a toda sociedade.
As páginas Introdução e Computação Científica mostram que a Física Moderna
e Contemporânea deve estar presente no currículo de física, contribuindo no processo
de melhoria do ensino, como também na discussão de outras áreas do ensino de
ciências.
Na página Saiba Mais a relação entre física, filosofia e matemática é mostrada
através do estudo das partículas, onde o aluno pode notar que não existe observação,
mas a matemática que nos levam a determinadas hipóteses e posterior comprovação.
Pensamos assim, através do Site Partículas do Saber, contribuir para que os
alunos entendam que a física é feita de pessoas extremamente dedicadas, que buscam
sua evolução através do trabalho e que faz deste, parte de suas vidas.
O que observamos não é a natureza propriamente dita, mas sim a natureza
exposta ao nosso método de questionamento.
Werner Heisenberg
50
2 – Desenvolvimento
Início- Mensagem de boas vindas a professores e alunos e a ideia geral sobre o site.
Figura 15: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Figura 16: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
51
Introdução – Mostra a consolidação da Física de Partículas Elementares como um
novo campo da Física.
Figura 17: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Figura 18: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
52
Mais:
Aulas- PROPOSTA DE UEPS PARA ENSINAR O CONCEITO DE
PARTÍCULAS ELEMENTARES PARA AS PRIMEIRAS SÉRIES DO ENSINO
FUNDAMENTAL
Unidade Didática (sequência de aulas sobre determinado tema)
Objetivo: ensinar o conceito de partículas elementares e apresenta-las nas primeiras
séries do ensino fundamental partindo de algum conhecimento prévio dos alunos e
considerando também as capacidades de aprendizagem características do pensamento
dessa faixa etária.
Figura 19: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
53
Figura 20: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Textos Complementares – Textos de apoio ao professor para serem utilizados
durante as aulas.
Figura 21: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
54
Figura 22: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
No baú da história – Informações do passado arquivadas que podem ser
requeridas por intermédio de registros.
Figura 23: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
55
Figura 24: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Saiba Mais – Conhecimento através de pesquisa e aprofundamento.
Figura 25: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
56
Figura 26: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Aprofundamento
Figura 27: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
57
Figura 28: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Computação científica – (ou ciência computacional) é o campo de
estudo interessado na construção de modelos matemáticos e técnicas de
soluções numéricas utilizando computadores para analisar e resolver
problemas científicos e de engenharia.
Figura 29: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
58
Figura 30: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Galeria – Galeria de fotos
Figura 31: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
59
Figura 32: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Glossário – Lista de termos citados no site com suas respectivas definições
para esclarecimentos.
Figura 33: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
60
Figura 34: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Contato – Estabelecer comunicação entre professores e alunos.
Figura 35: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
61
Figura 36: Imagem do Site
Fonte: próprio autor, 2016.
Os passos para colocar o site Partículas do Saber Online foram os
seguintes:
Foi criada uma conta no gmail, posteriormente entrando na página google sites
para criar um site gratuito e online. Clicando em criar – opção modelo em branco,
atribuir um nome, no nosso caso: partículas do saber.
Escolher um tema ligado a educação e ciências, selecionar. Descrever o site e
preencher o código para validar, adicionar efeitos e depois inserimos imagens além de
imagens foram colocadas caixa box para dar o efeito de álbum de fotografia onde
possibilita visualizar a imagens clicando para aumentar zoom 1 e zoom 2 para reduzir
a imagem. Depois disso a estrutura do site esta pronta e é só pagar a hospedagem do
site e colocar no ar para ser visitado, por todos os usuários.
62
Este produto foi disponibilizado na web via conta wix – provedor de criação
do site educacional, onde o mesmo foi configurado e montado. Está no endereço
eletrônico https://celiamonica.wixsite.com/particulasdosaber sob o título de
particulasdosaber.
O Site pode ser acessado pelos professores e alunos em computadores e
dispositivos móveis a qualquer momento. Permitirá a eles interação dentro do seu
próprio ritmo, interação à distância, interação intercultural e interação com o mundo.
Este Site foi estruturado como parte das exigências do PPGECN, para obtenção do
título de mestre e como ferramenta didática para o Ensino de Ciências referente à
Física de Partículas.
63
PESQUISA DE ACEITAÇÃO DO SITE
1) Indique seu sexo:
Gráfico 1- Gênero
2) Indique sua idade:
Gráfico 2- Faixa Etária
12
6
Sexo Feminino
Sexo Masculino
Gênero
Série1
14
2
2
0
0
Menos de 20 anos :
entre 20 a 30 anos :
entre 31 a 40 anos :
entre 41 a 50 anos :
Acima de 51 anos :
Faixa Etária
64
3) Indique seu grau de escolaridade:
Gráfico 3- Grau de Escolaridade
4) O Acesso ao site foi fácil?
Gráfico 4- Facilidade de Acesso ao SITE
14
0
2
2
Fundamental:
Médio:
Superior :
Pós - graduação :
Grau de Escolaridade
18
0
SIM :
NÃO:
Facilidade de acesso ao SITE
65
5) Você conseguiu acessar todas as paginas com rapidez?
Gráfico 5 – Rapidez no acesso ao SITE
6) Você gostou do site?
Gráfico 6 – Aceitação do SITE
7) Acessaria novamente?
Gráfico 7 – Retorno ao SITE
18
0
SIM :
NÃO:
Rapidez no acesso ao SITE
18
0
SIM :
NÃO:
Aceitação do SITE
18
0
SIM :
NÃO:
Retorno ao SITE
66
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados desta pesquisa são decorrentes de uma análise do material
coletado correspondente as atividades aplicadas a 19 alunos do 4º ano do ensino
fundamental (vespertino), nos dias 05 e 06 de novembro de 2014, que participaram
efetivamente das aulas onde a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
(UEPS) para introdução de tópicos sobre partículas elementares foi desenvolvida.
Participaram da pesquisa 19 alunos, sendo 9 meninas e 10 meninos, com
faixa etária entre 9 e 10 anos.
Figura 37; Foto dos alunos do Colégio Portal durante a aplicação da UEPS.
Fonte: próprio autor, 2016.
Figura 38; Foto dos alunos do Colégio Portal durante a aplicação da UEPS.
Fonte: próprio autor, 2016.
67
Com o questionário a mão, os alunos foram orientados a realizar as
atividades.
Nesse primeiro encontro, foi aplicado um questionário aos alunos, contendo
cinco questões dissertativas, objetivando coletar dados que possibilitasse analisar
conhecimentos prévios dos alunos.
Ausubel recomenda o uso dos organizadores prévios como estratégia para
manipular a estrutura cognitiva a fim de facilitar a aprendizagem significativa. Para
serem úteis, os organizadores devem ser formulados em termos familiares ao aluno,
para que possam ser aprendidos e para terem valor de ordem pedagógica.
Devemos observar que para que ocorra a aprendizagem significativa dos
conteúdos, devemos estar atentos ao que a criança tem a dizer, ao que a criança pensa
ou vê em relação a determinado fato ou fenômeno. Conhecendo o pensamento da
criança podemos propiciar a ela uma maneira adequada de desenvolver suas ideias e
seus conceitos, estabelecendo relações entre os fatos, comparando, julgando e
atribuindo significados.
Durante a aplicação do questionário 1, foi sugerido a eles que desenhassem a
chave que Alice usou, através da questão 1(a):
“Alice encontrou uma cortina que não havia percebido antes, e atrás dela
existia uma pequena porta de aproximadamente 40 centímetros: a menina colocou a
pequena chave dourada na fechadura e, para seu grande prazer, ela encaixou!”
Desenhe a chave que Alice usou cujo objetivo era averiguar a percepção dos alunos
acerca das dimensões dos objetos, para poder estudar a matéria em uma escala menor
possível. Quais são os blocos fundamentais da matéria?
Solicitamos o ponto de vista dos alunos buscando obter mais detalhes,
escrevendo-o para futuras considerações ou perguntando a outros alunos se concordam
ou não.
Essa questão foi bastante importante para que pudéssemos observar as
concepções dos alunos e suas representações.
Foi concedido um tempo aos alunos para que pudessem elaborar seus
desenhos. A maior parte dos alunos conseguiu realizar as atividades propostas, ficando
evidenciado por meio de registros de suas concepções. Em seguida propomos
discussões preliminares com situações mais concretas e próximas da realidade dos
alunos e com base em algumas questões que surgiram com a realização das atividades.
68
Devemos saber que é necessário oferecer as crianças situações nas quais
sejam solicitadas a pensar para potencializar uma aprendizagem significativa e que
alunos motivados tem muita curiosidade, vontade de aprender, consequentemente tem
mais chances de se envolver profundamente com a situação de aprendizagem.
É preciso estar atento àquilo que eles dizem não aquilo que esperamos ouvir
deles.
DESENHOS PRODUZIDOS PELOS ALUNOS NA QUESTÃO 1 (a).
69
Observa-se que em relação a pergunta 1(b):
É possível existir um mundo onde as coisas são menores que um buraco de
rato?
No levantamento 17 alunos do grupo responderam que sim, que é possível
existir um mundo onde as coisas são menores que um buraco de rato, enquanto 2
alunos do grupo responderam que não, que não seria possível existir um mundo onde
as coisas fossem menores que um buraco de rato. Esses valores evidenciam que a
grande maioria dos alunos do grupo acreditam que possa existir um mundo onde as
coisas sejam ainda menores.
Estes dados foram obtidos a partir da pergunta 1 (c) – Será que existem coisas
que não podemos ver?
Observou-se através das respostas que: 18 alunos do grupo responderam que
sim, 1 aluno do grupo respondeu que não. É importante ressaltar que os 18 alunos do
grupo que responderam sim deram exemplos como: átomos, microorganismos, fungos,
bactérias, ar, vento e Deus. Isso foi surpreendente, ficou claro através desses exemplos
que alguns alunos citam fungos, bactérias e microorganismos sem atentar para o fato
70
do termo microorganismo significar uma classe de seres microscópicos onde fungos e
bactérias estão inseridos.
Crianças acima de 8 anos já devem ter feito algum trabalho conceitual sobre
as propriedades da matéria.
A idade das crianças e algo muito importante a considerar na seleção,
elaboração das atividades, bem como na escolha de conteúdos conceituais a serem
trabalhados em uma unidade didática.
Na verdade, um problema verdadeiro é aquele que propícia “uma situação ou
um conflito, para o qual não temos uma resposta imediata, nem uma técnica de
solução”. Isto é, “uma situação com a qual nos enfrentamos e que se situa fora daquilo
que entendemos no momento em que nos deparamos com dita situação, mas próximo
do limite de nossas estruturas cognitivas” (GARRET, R, M, 1995 apud NIGRO,
2009).
A proposição de perguntas induz o aluno a dar explicações pessoais àquilo
que estão observando. Expressando seus próprios modelos sobre um fato ou
fenômeno.
É importante ressaltar também a citação do ar e do vento. O vento é a
consequência do movimento do ar, o ar é uma mistura de gases que compõem a
atmosfera da terra. O ar não pode ser tocado e geralmente não apresenta cor, cheiro ou
gosto, é formado por diversos gases (nitrogênio, oxigênio e gás carbônico) e apresenta
propriedades físicas que o caracterizam: volume, massa, densidade, pressão
atmosférica, temperatura. Essas propriedades físicas devem ser trabalhadas com os
alunos para ajudá-los a perceber a existência do ar como matéria e para que esta
adquira visibilidade. Foi citado também o termo Deus, como coisas que não podemos
ver.
Quanto a pergunta 1 (d) – Qual a menor coisa que você já viu?
Percebeu-se que 7 alunos do grupo responderam que viram
microorganismos, 11 alunos do grupo responderam que viram larva de tomate, ovos de
mariposa, pulga, formiga, grão de pó, folha, átomo, representando uma parcela
considerável do total de alunos do grupo,1 aluno do grupo não respondeu.
Durante a aplicação do questionário foi perguntado aos alunos através da
pergunta 1(e) – Você conhece um ou mais aparelhos que nos ajudam a ver essas
coisas?
71
Observou-se que 13 alunos do grupo responderam que conhecem o
microscópio, 3 alunos do grupo responderam que conhecem o microscópio e a lupa, 1
aluno do grupo respondeu que conhece o microscópio e o telescópio, e 2 alunos do
grupo responderam que conhecem vários, mas não citaram nomes.
O segundo instrumento de coleta foi o questionário 2 – contendo cinco
questões dissertativas, aplicado aos alunos com o objetivo de colher dados sobre a
aprendizagem significativa do conceito de partículas elementares.
No que se refere aos resultados obtidos por meio do estudo qualitativo
observou-se que na questão 2(a) – Então, o que será que é um átomo?
Observou que dos 19 alunos do grupo, 13 alunos responderam que é uma
partícula, 5 alunos responderam que era a menor partícula de matéria, 1 aluno
respondeu que o átomo é tudo que é formado por quarks. Ainda percebe-se que há
necessidade de uma maior explanação do conteúdo para que a compreensão do tema
seja absorvida por todos do grupo. Aulas de ciências naturais, o professor deve
selecionar temas em conjunto com as demais áreas do conhecimento que deverão ir
ganhando mais profundidade. Ao planejar cada tema, deve então selecionar problemas
que correspondam a situações interessantes e inusitadas. Uma notícia, um filme por
exemplo, poderá se converter em um problema com interesse didático, como no caso,
Alice no País das Maravilhas.
Durante a aplicação do questionário 2 foi sugerido a eles que desenhassem o
átomo através da questão 2b – ”Quero que você desenhe, pode ser? Se um colega
menor pedir para você explicar como é um átomo, não seria melhor desenhar? Faça
um desenho”.
DESENHOS PRODUZIDOS PELOS ALUNOS NA QUESTÃO 2 (B).
72
73
A questão 2 (b) evidencia percepções variadas dos alunos. Observa-se que
um dos alunos fez um primeiro desenho e depois o rasurou substituindo por um
segundo desenho. O primeiro tinha características do modelo de Rutherford e o
segundo era um esquema representativo de um corpo sendo quebrado em partículas
cada vez menores. Isso foi surpreendente por dois fatores: a não preocupação por parte
do aluno em deixar a primeira ideia registrada apesar de rasurada, e a outra tentativa
de registro de sua nova concepção pouco elaborada, mas bastante original.
Percebe- se através de desenhos e escrita que um dos alunos evidenciou
bastante segurança em responder à pergunta com os termos: “sim, sim” e através do
desenho de uma pizza que poderia ser partida em porções cada vez menores. Ficou
clara a assimilação dos conceitos pertinentes aos conteúdos trabalhados com o
material para este aluno citado,
Observa-se também que alguns alunos apresentam dificuldades em relação ao
conceito trabalhado com o grupo. Ainda há pontos que necessitam ser esclarecidos,
observou-se pelo desenho que os alunos ainda acreditam que o átomo é a menor
partícula existente na matéria. Outros, quando questionados, apresentaram um modelo
de átomo semelhante ao modelo planetário de Rutherford desenvolvido em 1911, onde
o núcleo era uma pequena região com a maior parte da massa, e os elétrons giravam à
74
volta do núcleo em órbitas circulares. Ainda se percebe a necessidade de maior
explanação para a compreensão do tema proposto mesmo após aplicação da
ferramenta.
Nota-se também que alguns alunos desenharam círculos gradativamente
menores, percebe-se aí uma ideia de considerar as escalas cad a vez menores para a
observação da matéria.
Para obtenção dos dados apresentados na pergunta 2c – Pode me dizer se
existem partículas ainda menores que os átomos?
Observou-se que 19 alunos do grupo acreditam na existência de partículas
ainda menores que os átomos.
As respostas obtidas através da pergunta 2 (d) indicam ou parecem revelar
que as crianças do grupo acreditam que a matéria é feita de átomos. Estes dados foram
obtidos a partir da pergunta: Você sabe me dizer de que é feita a matéria?
Os resultados apresentados causaram surpresa, as incertezas estavam
presentes, pois se observou que os alunos voltaram a citar o átomo como menor
partícula existente na natureza. Houve uma preocupação em relação a formulação da
pergunta e a significação.
Quanto a pergunta 2(e) – Quem são essas partículas elementares, os blocos
fundamentais de que tudo é feito? – Percebeu-se uma visão bem interessante das
diferentes concepções construídas pelos alunos, mostrando que mais de 9 dos alunos
do grupo acreditam que as partículas elementares são os blocos fundamentais de tudo
o que é feito. Menos de 4 alunos do grupo ainda acredita que tudo é feito de átomos e
mais de 6 alunos do grupo não responderam, o que nos leva a pensar num momento de
dúvida, de inquietação, de desequilíbrio.
A ferramenta utilizada (UEPS) precisa ser avaliada para que possamos
encontrar novos caminhos a serem apresentados para o aluno.
Para Moreira (2001) as condições para que ocorra a aprendizagem
significativa são a existência de subsunçor, o que foi observado durante as atividades
realizadas com os alunos; o material didático deve ser potencialmente significativo, o
material proposto apresentou um sentido lógico, verificado através das atividades
propostas pela sequência didática; e a disposição do aprendiz, que foi evidenciada
através de registros de atividades, conversas e fotos.
Se a hipótese de que qualquer matéria pode ser ensinada a qualquer criança de
forma honesta, um currículo deverá ser constituído em torno de grandes temas,
75
princípios e valores que uma sociedade considera merecedores da preocupação
contínua de seus membros. Um modo possível do ensino de literatura e ciência seria
pelo relato de grandes mitos, pelo uso de clássicos infantis, pela apresentação e
comentário de filmes previamente selecionados (BRUNER, 1969, 1973, 1976).
De acordo com Coelho (1991, 25), a importância e necessidade do livro
literário em sala de aula é algo incontestável. Fonte inesgotável do saber, a literatura,
sendo uma atividade cognitiva amplia o processo perceptivo do leitor. O profissional
da educação nunca deve perder de vista o princípio artístico, pois a literatura é, antes
de mais nada é arte, uma criatividade que representa o ser humano, o universo, a vida
por meio da palavra, numa relação entre o sonhar e viver, prática, entre a utopia e a
realidade. O professor hábil, pode também experimentar, tentando intuitivamente
ensinar o que lhe parece correto para crianças de diferentes idades, corrigindo-se no
decorrer do tempo.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apresentamos aqui nossas considerações finais sobre o trabalho realizado
durante o Mestrado em Ensino de Ciências Naturais, suas potencialidades e suas
limitações.
Por meio deste trabalho, e em contato com os alunos, verificamos que as
Unidades de Ensino Potencialmente Significativas são de fundamental importância
para uma aprendizagem significativa, pois é uma sequência didática com grande
potencial de êxito na facilitação da aprendizagem significativa crítica.
Durante o trabalho em sala de aula os alunos puderam compartilhar diferentes
valores expressos pelos colegas, valorizando suas próprias ideias, exercitando o
respeito em relação à opinião dos outros colegas, estimulando a curiosidade em lidar
com os fatos naturais.
Percebemos que apesar de abstrato, o conceito de partículas elementares pode
ser inserido no ensino fundamental, como forma do aluno se apropriar de
conhecimentos científicos e transformadores da sociedade.
76
Os alunos na maior parte possuíam o entendimento de que a matéria era
formada por átomos que com um núcleo rodeado por uma ou mais partículas.
As diferentes explicações dos alunos e sua divergência nos permitiu fazer
debates que puderam levar a busca de informações e a formulação de novas questões.
Os alunos começaram a perceber que existem coisas além daquilo que elas
podem ver e que existe um mundo muito maior do que aqueles que elas conhecem.
Que os prótons e nêutrons não são partículas indivisíveis, que não eram fundamentais.
Existem partículas menores que são os constituintes fundamentais da matéria que são
os Quarks.
O avanço no conhecimento desses alunos ficou evidente nessa pesquisa,
tornando a abordagem aqui sugerida uma importante ferramenta metodológica para
professores que buscam facilitar a aprendizagem.
Quanto a implementação da UEPS observamos indícios de aprendizagem
significativa do conceito de partículas elementares, uma vez que comparando os
instrumentos (questionários) , observamos que o conceito tornou-se evidenciado
através dos desenhos apresentados pelos alunos.
Em razão de todas essas considerações e evidências apontadas, acreditamos
que a UEPS é uma ferramenta viável, facilitadora da aprendizagem significativa.
Salientamos que, nosso produto tem o papel de auxiliar o processo de
aprendizagem, fornecendo uma grande quantidade de informações. Tendo o produto
disponível para ser explorado, podendo ser acessado em qualquer lugar em que tenha
conexão com a internet.
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UNESP, 2006.
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Editora Livraria da Física: Rio de Janeiro: CBPF–Centro Brasileiro de Pesquisas
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uma revisão da produção acadêmica recente. Investigação em Ensino de Ciências –
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SILVA, João Ricardo Neves da. Porque inserir física moderna e contemporânea no
ensino médio? Uma revisão das justificativas dos trabalhos acadêmicos.R. B. E.
C. T., vol 6, núm. 1, jan-abr.2013 ISSN - 1982-873X
SILVA, Maria Auricélia Lima da. A Importância Dos Contos de Fadas na
Educação Infantil.Acadêmica do 3º semestre pela Universidade Estadual do
Ceará- UECE/FECLESC. VV FIPED Fórum Internacional de Pedagogia Paraíba-
PI/Brasil. Campina Grande, REALIZE Editora, 2012.
79
SOARES, Juliane da Silva Medeiros. A Importância da Literatura Infantil nos
anos Iniciais do Ensino Fundamental. Artigo apresentado como requisito para
avaliação final da disciplina de trabalho de conclusão de curso 2 – orientado pela
professora Elizabete Velter Borges, Curso de Pedagogia da Unigran.
TERRAZZAN, Eduardo Adolfo, A inserção da Física Moderna e Contemporânea
no Ensino de Física na escola de 2º grau. Cad. Cat. Ens. Fís, Florianópolis, v.9,n3,
p.209-214, 1992.
80
8 ANEXOS
ANEXO A – ENCAMINHAMENTO DO MESTRANDO À ESCOLA
Ofício___/___/___
Cuiabá/MT,___de outubro de 2015.
Senhora Diretora
Apresentamos a aluna CÉLIA MÔNICA PINHEIRO ORMOND, regularmente
matriculada no Programa de Pós-Graduação – Mestrado Profissional em Ensino de
Ciências Naturais (PPGEN), reconhecido pelo Parecer 78/2010 e Portaria MEC 1045
CNE 19 agosto 2010 ambas publicadas no D.O.U em 19/08/2010, Seção 1, pág. 10 e
promovido pela Pró-Reitoria de Pesquisa, Extensão e Pós-Graduação da UFMT, que
requer permissão para, nesta instituição, realizar observações e coleta de dados a
serem utilizados para elaboração de sua dissertação.
Esperando contar com seu apoio e de seus colaboradores, agradecemos a acolhida
dispensada a aluna.
Atenciosamente,
Dr. Marcelo Paes de Barros.
Coordenador de Mestrado Profissional em Ensino de Ciências Naturais
Senhora Diretora
Regina Gumiero
Colégio Portal
Cuiabá, MT
81
ANEXO B – MODELO DE TERMO DE CONSENTIMENTO
INFORMADO
Termo de consentimento informado
Esta pesquisa sobre a aprendizagem de Física Moderna e Contemporânea no Ensino
Fundamental tem por objetivo investigar a participação e interação dos alunos do 4º
ano nas aulas de ciências após a utilização das UEPS (Unidades de Ensino
Potencialmente Significativas) proposta por Marco Antônio Moreira. Para a aplicação
das UEPS, é necessário que o professor da disciplina de ciências aceite participar das
atividades ao longo da pesquisa. As atividades serão desenvolvidas em sala de aula,
utilizando filmes, imagens, textos e quadro de giz.
Os dados e resultados individuais desta pesquisa estarão sempre sob sigilo ético, não
sendo mencionados os nomes dos participantes em nenhuma apresentação oral ou
trabalho escrito, que venha a ser publicado.
A participação nesta pesquisa não oferece risco ou prejuízo às pessoas. Se no decorrer
da pesquisa o (a) participante resolver não mais continuar terá toda a liberdade de o
fazer, sem que isso venha lhe trazer qualquer prejuízo.
A pesquisadora responsável por esta pesquisa é a professora Célia Mônica Pinheiro
Ormond, vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais da
Universidade Federal de Mato Grosso. A pesquisadora compromete-se a esclarecer
qualquer dúvida ou necessidade de esclarecimento que eventualmente o participante
venha a ter no momento da pesquisa ou posteriormente através do telefone
(065)84538890 (telefone da pesquisadora).
Após ter sido devidamente informado de todos os aspectos desta pesquisa e ter
esclarecido todas as minhas dúvidas, eu
(nome por extenso)
Concordo em participar desta pesquisa
Assinatura do Participante
Assinatura do Pesquisador
Cuiabá ,_________de_______.
82
ANEXO C - PROPOSTA DE UEPS PARA ENSINAR O CONCEITO
DE PARTÍCULAS ELEMENTARES PARA AS PRIMEIRAS
SÉRIES DO ENSINO FUNDAMENTAL
Unidade Didática (sequência de aulas sobre determinado tema)
Objetivo: ensinar o conceito de partículas elementares e apresenta-las nas primeiras
séries do ensino fundamental partindo de algum conhecimento prévio dos alunos e
considerando também as capacidades de aprendizagem características do pensamento
dessa faixa etária.
Obs: a idade das crianças é algo muito importante a considerar na seleção, elaboração
e realização das atividades, bem como na escolha de conteúdos conceituais a serem
trabalhados em uma unidade didática.
As atividades propostas tem o papel de contribuir para a construção do conceito de
partículas elementares.
Sequência:
1. Situação inicial: assistir com os alunos ao filme Alice no País das Maravilhas
– História Infantil. Perguntar a eles o que compreenderam em relação ao filme. Todas
as situações colocadas pelos alunos devem ser discutidas em grande grupo, com
mediação do docente, sem necessariamente chegar a respostas.
Propomos aos alunos assistiram ao filme Alice no País das Maravilhas – História
Infantil, por ser considerado um clássico da literatura. A Unidade de Ensino
Potencialmente Significativa tem como princípio norteador que pensamentos,
sentimentos e ações estão integrados no ser que aprende; sendo esta integração
positiva e construtiva, quando a aprendizagem é significativa (Novak).
Para Ausubel, a principal função do organizador prévio é a de servir de ponte entre o
que o aprendiz já sabe e o que ele deveria saber a fim de que o novo material pudesse
ser aprendido de forma significativa. Os organizadores devem:
- identificar o conteúdo relevante na estrutura cognitiva e explicitar a relevância desse
conteúdo para aprendizagem do novo material;
83
- dar uma visão geral do material em nível mais alto de abstração, salientando as
relações importantes;
- prover elementos organizadores inclusivos ideacionais, que possam ser usados para
assimilar significativamente novos conhecimentos.
Após o término do filme foi perguntado a eles o que compreenderam. Todas as
situações colocadas pelos alunos foram discutidas em grande grupo, com mediação da
docente investigadora, no caso eu, sem necessariamente chegar a respostas.
https://www.youtube.com/watch?v=aA9zxTCBxZE
A atividade durará uma aula.
.
2. Situações – problemas iniciais:
Devemos propor um problema, que propicie uma situação ou conflito para o qual não
temos uma resposta imediata, que se apresenta de maneira estranha as situações as
quais estamos acostumados cotidianamente. Para esta etapa propomos uma situação-
problema que segundo Vergnaud, dará sentido a novos conhecimentos, por ser criada
para despertar a intencionalidade do aluno para a aprendizagem significativa.
A situação problema apresentada para os alunos foi a elaboração de cinco questões
relacionadas ao filme Alice no país das maravilhas, descritas abaixo:
Responda as questões:
f) “Alice encontrou uma cortina que não havia percebido antes, e atrás dela
existia uma pequena porta de aproximadamente 40 centímetros: a menina colocou a
pequena chave dourada na fechadura e, para seu grande prazer, ela encaixou!”
Desenhe a chave que Alice usou.
g) “Alice abriu a porta e viu que dava para uma pequena passagem, não muito
maior que um buraco de rato.”
É possível existir um mundo onde as coisas são menores que um buraco de rato?
c) Será que existem coisas que não podemos ver?
d) Qual a menor coisa que você já viu?
e) Você conhece um ou mais aparelhos que nos ajudam a ver essas coisas?
84
3. Aprofundando conhecimentos: Aula teórica onde serão trabalhados os
conceitos de partículas, matéria, átomo, moléculas. Estes conceitos serão
apresentados através da leitura do texto: A Natureza Atômica da Matéria (Física
Conceitual, Paul G. Hewitt-2002 - adaptado), sendo estimulada a discussão em
grupo. Ao final da introdução dos novos conceitos, retoma-se a situação posta pelo
filme e questiona-se aos alunos sobre a validade da situação apresentada por Alice e
sua visão sobre até que ponto são legitimadas pela ciência.
Foi ministrada uma aula teórica onde foram trabalhados os conceitos de partículas,
matéria, átomo, moléculas utilizando um quadro branco para aula expositiva. A
atividade proposta teve a participação ativa dos alunos que demonstraram muito
interesse pelos conceitos abordados. Estes conceitos foram apresentados novamente
aos alunos através da leitura do texto: A Natureza Atômica da Matéria (Física
Conceitual, Paul G. Hewitt-2002 - adaptado), anexo G.
A seleção do livro foi realizada buscando um material com conceitos básicos da física,
explicados de forma simples e clara. O autor procura mostrar como um livro e um
vasto material de apoio, podem se tornar ferramentas para o professor trazer a física
para o cotidiano dos alunos. O texto foi adaptado ao nível cognitivo dos alunos,
mostrando conceitos fundamentais como o conceito de matéria, partículas, átomos,
moléculas, etc.
Se até aqui formos bem sucedidos, os alunos terão curiosidade e incertezas geradas
pelo desequilíbrio causado pela proposição de um problema. Então, o que o professor
pode fazer para permitir uma nova organização de ideias? Considerando que a
proposição de problemas de natureza da matéria suscita a perplexidade e o interesse
dos alunos.
É importante observar que se o professor está preocupado em fazer perguntas e
propõe problemas intrigantes aos alunos, precisa também estar preparado para ouvir o
que eles têm a dizer. Deve estar mais atento àquilo que eles dizem do que àquilo que
espera ouvir deles.
4. Nova situação: Os conceitos serão novamente apresentados utilizando
vídeos. Para esta etapa foram escolhidos os vídeos:
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https://www.youtube.com/watch?v=JvA4tKRDgzE (quer que desenhe? Um sábado
qualquer).
Licenciatura em Ciências: Partículas Elementares. Duração: 9:40.,produzido para o
curso de licenciatura em Ciências USP/Univesp, que visa a formação de profissionais
capacitados a atuar na educação básica, com foco na educação científica.
https://www.youtube.com/watch?v=bpK4bDAm58s
Toda matéria que existe no universo ou é partícula elementar ou resulta da
combinação de partículas elementares.
De acordo com o conhecimento científico de hoje uma característica é comum às
partículas elementares: elas são indivisíveis.
Para saber o que é elementar você começa quebrando as coisas até certo ponto onde
você não consegue quebrar mais.
Começa então a utilizar um microscópio cada vez mais potente para olhar dentro da
matéria.
Cada vez que você diminui o tamanho de um corpo no mundo microscópico você
precisa de mais energia para olhar aquela distância. Você precisa de energia para
descer a escala macroscópica para microscópica.
Quanto mais fundo eu for, mais energia eu preciso para estudar essa região.
Na escala macroscópica o aspecto das coisas resulta da aglomeração de átomos dos
diferentes elementos químicos que se organizam de maneiras diferentes.
Os conceitos foram novamente apresentados aos alunos, criando a oportunidade de
uma diferenciação progressiva dos conceitos apresentados de forma que as ideias
mais gerais e inclusivas fossem apresentadas antes e, progressivamente diferenciadas e
de uma reconciliação integradora explorando relações entre ideias, apontando
similaridades e diferenças significativas.. Ao final da introdução dos novos conceitos,
retomou-se a situação posta pelo filme e questionou-se aos alunos sobre a validade da
situação apresentada por Alice e sua visão sobre até que ponto são legitimadas pela
ciência, reconciliando discrepâncias reais ou aparentes.
Na sequência foram apresentadas novas situações-problema, que estão
relacionadas abaixo, referentes aos conceitos de matéria, partículas, átomo, dando aos
alunos a oportunidade de expressar suas ideias acerca destes conceitos, bem como sua
representação através de desenho que foi sugerido no item b do questionário.
86
5. Diferenciando progressivamente: serão apresentadas novas situações-
problema, referentes aos conceitos de partículas, átomo, e também será iniciada a
confecção de um esquema representativo contendo figuras sobre os conceitos
abordados. A elaboração desse material será mediada pela professora e o mesmo será
exposto no colégio para a leitura de toda a comunidade escolar.
No ensino fundamental é importante que as crianças iniciem um processo de
superação de suas dificuldades cognitivas e, no futuro, sejam capazes de construir
significados para conceitos mais próximos dos cientificamente estabelecidos.
Responda as questões:
f) Então, o que é um átomo?
g) Quero que você desenhe, pode ser? Se um colega menor pedir para você
explicar como é um átomo, não seria melhor desenhar? Faça um desenho.
h) Muito bem! Você desenhou o átomo. Pode me dizer se existem partículas
ainda menores que os átomos?
i) Você sabe me dizer de que é feita a matéria?
j) Quem são essas partículas elementares, os blocos fundamentais de que tudo é
feito?
Atividades a serem desenvolvidas em uma aula.
Moreira diz que a diferenciação progressiva pode utilizar uma série de organizadores
hierarquizados em ordem decrescente de inclusividade. Cada organizador precede uma
unidade correspondente de material detalhado e diferenciado. Os organizadores
iniciais fornecem um ancoradouro, antes que o aprendiz se confronte com o novo
material. Os organizadores podem também ser utilizados de acordo com a
reconciliação integrativa, quando indicam explicitamente, de que forma as ideias
relacionadas são essencialmente similares ou diferentes das novas ideias e informações
a aprender.
6. Avaliação individual: a avaliação da aprendizagem será feita através da
análise dos trabalhos feitos pelos alunos, nas observações realizadas pelos professores.
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7. Aula final e avaliação da UEPS em sala de aula: análise das respostas às
questões propostas na avaliação individual. Comentários finais integradores sobre o
assunto abordado. Avaliação oral por parte dos alunos sobre as estratégias de ensino
utilizadas e sobre seu aprendizado.
Avaliando o trabalho realizado:
A atividade permite saber quais são os conhecimentos prévios dos alunos?
Apresenta conteúdos que sejam significativos e funcionais para os alunos?
É adequada ao nível de desenvolvimento dos alunos?
Provoca um conflito cognitivo (e também metodológico e atitudinal),
promovendo a atividade mental do aluno necessária ao estabelecimento de novas
relações entre os conhecimentos prévios e os conteúdos novos.
É motivadora em relação à aprendizagem de novos conteúdos, promovendo
assim um atitude favorável dos alunos para com a atividade?
Estimula a autoestima e a autoconfiança em relação à aprendizagem que se
propõe?
Ajuda o aluno a adquirir habilidades relacionadas com o “aprender a
aprender”, o que lhe permitirá ser mais autônomo em sua aprendizagem?
8. Avaliação da UEPS: análise qualitativa realizada pela professora sobre as
evidências percebidas ou não da aprendizagem significativa dos conceitos da unidade,
na avaliação realizada individualmente e na observação participante. Reformular
algumas atividades se houver necessidade.
9. Total de horas-aula: 3 h
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ANEXO D – QUESTIONÁRIO APLICADO AOS ALUNOS ANTES
DA UTILIZAÇÃO DA UEPS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CIÊNCIAS NATURAIS
COLÉGIO PORTAL
Este instrumento tem como objetivo coletar dados que possibilitem analisar
conhecimentos prévios dos alunos. A coleta dos dados constitui uma das fases da
pesquisa que estou realizando para a elaboração da Dissertação do Curso de Mestrado
Profissional em Ensino de Ciências Naturais. Sua colaboração favorecerá a
compreensão da problemática norteadora do trabalho.
Obrigada.
Identificação
Idade:__________ Sexo: M( ) F( ) 4ºAno___ E.F.
Responda as questões:
a) “Alice encontrou uma cortina que não havia percebido antes, e atrás dela
existia uma pequena porta de aproximadamente 40 centímetros: a menina colocou a
pequena chave dourada na fechadura e, para seu grande prazer, ela encaixou!”
Desenhe a chave de 40 centímetros.
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b) “Alice abriu a porta e viu que dava para uma pequena passagem, não muito
maior que um buraco de rato.”
É possível existir um mundo onde as coisas são menores que um buraco de rato?
c)Existem coisas que não podemos ver?
d)Qual a menor coisa que você já viu?
e)Quais os aparelhos que nos ajudam a ver essas coisa?
e)Quais os aparelhos que nos ajudam a ver essas coisa
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ANEXO E – QUESTIONÁRIO APLICADO AOS ALUNOS DEPOIS
DA UTILIZAÇÃO DAS UEPS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CIÊNCIAS NATURAIS
COLÉGIO PORTAL
Identificação
Idade:__________ Sexo: M( ) F( ) 4ºAno E.F.
Responda as questões:
a) Então, o que será que é um átomo?
b) Quero que você desenhe, pode ser? Se um colega menor pedir para você
explicar como é um átomo, não seria melhor desenhar? Faça um desenho.
c) Muito bem! Você desenhou o átomo. Pode me dizer se existem partículas
ainda menores que os átomos?
d) Você sabe me dizer de que é feita a matéria?
e) Quem são essas partículas elementares, os blocos fundamentais de que tudo é
feito.
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ANEXO F - TEXTO: A NATUREZA ATÔMICA DA MATÉRIA
(FÍSICA CONCEITUAL, PAUL G. HEWITT-2002)
Imagine que você passe por uma experiência semelhante à de Alice no País das
Maravilhas, quando ela diminui de tamanho. Imagine que se encontra de pé sobre uma
cadeira, salta dela e vai caindo lentamente para o chão – e que enquanto cai, vai
gradualmente diminuindo de tamanho. Enquanto está caindo em direção ao piso de
madeira, você começa a se preparar para o impacto. Mas quando vai chegando bem
perto do piso, tornando-se cada vez menor, você começa a observar que a superfície
do piso não é tão lisa quanto lhe pareceu à primeira vista. As pequenas irregularidades
encontradas em todas as madeiras mostram-se como grandes fendas. Ao cair em uma
dessas fendas, que parecem cânions enquanto você continua encolhendo, você
novamente se prepara para o impacto iminente apenas para descobrir que o fundo do
cânion também é formado por outras fendas e frestas. Caindo em uma dessas frestas,
tornando-se ainda menor, você nota que as paredes sólidas pulsam e são cheias de
ondulações. As superfícies pulsantes consistem de bolhas nebulosas, a maioria com
forma esférica, algumas com a forma oval, algumas maiores do que outras, e todas
“escoando” lentamente umas pelas outras, formando longas cadeias de estruturas
complexas. Caindo ainda mais, você de novo se prepara para o impacto enquanto se
aproxima de uma dessas esferas enevoadas, mais e mais perto, cada vez encolhendo
mais, até que – uau! Você entrou em um novo universo. Você acabou de cair num
“mar de vazio”, onde existem “manchas” que eventualmente passam girando por você
a velocidades incrivelmente altas. Você se encontra no interior de um átomo, um vazio
de matéria semelhante ao sistema solar. Exceto por partículas de matéria aqui e ali, o
piso sólido no qual você penetrou é um espaço vazio. Se continuasse caindo, poderia
chegar a cair vários metros através da matéria “sólida”, antes de colidir diretamente
com uma dessas partículas subatômicas.Toda matéria, não importa quão sólida ela
pareça, é formada por minúsculos “tijolos”, eles mesmos sendo quase que totalmente
espaços vazios. Esses minúsculos tijolos são os átomos – que podem ser combinados
para formarem moléculas, as quais por sua vez agrupam-se para formar a matéria que
vemos ao nosso redor.
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ANEXO G - ALICE NO PAÍS DAS MARAVILHAS – HISTÓRIA INFANTIL
Alice no País das Maravilhas é um dos clássicos mais importantes da literatura
infanto-juvenil. Foi escrito por Lewis Carrol na metade do século XIX. Lewis Carrol
era matemático e criou na obra Alice no País das Maravilhas , uma brincadeira com a
linguagem tornando-a passível de múltiplas interpretações.
ALICE NO PAÍS DAS MARAVILHAS – HISTÓRIA INFANTIL
Alice's Adventures in Wonderland, frequentemente abreviado para Alice in
Wonderland (Alice no País das Maravilhas) é a obra mais conhecida de Charles
Lutwidge Dodgson, publicada a 4 de julho de 1865 sob o pseudônimo de Lewis
Carroll. É uma das obras mais célebres do gênero literário nonsense.
O livro conta a história de uma menina chamada Alice que cai numa toca de coelho
que a transporta para um lugar fantástico povoado por criaturas peculiares e
antropomórficas, revelando uma lógica da absurda característica dos sonhos. Este está
repleto de alusões satíricas dirigidas tanto aos amigos como aos inimigos de Carrol, de
paródias a poemas populares infantis ingleses ensinados no século XIX e também de
referências linguísticas e matemáticas frequentemente através de enigmas que
contribuíram para a sua popularidade.
Personagens listadas consoante a ordem de aparição nas páginas da obra.
Alice: é a protagonista da história; Tem cabelo loiro amarrado por uma faixa preta; É
racional e corajosa, e vai fazendo considerações à medida que a aventura prossegue.
Coelho Branco (no original em inglês: White Rabbit): é quem inicia a aventura,
quando Alice o segue até a toca. Ele carrega um relógio e parece estar muito atrasado
para alguma coisa. Em contraste com a Alice, o Coelho Branco tem medo de tudo - da
sua rainha, da Alice e das próprias situações onde se encontra. Esta oposição foi
pretendida pelo autor para enfatizar os atributos positivos da personalidade principal.
Rato: Revela um grande pavor de gatos e um carácter muito seco quando cita a
História com a intenção de secar os animais molhados, deixando-os antes aborrecidos
e molhados (terceiro capítulo). Provavelmente foi baseado numa governanta da casa
das irmãs Liddell.Dodô (no original em inglês: Dodo): É uma caricatura do autor, e
este terá usado o nome numa paródia ao modo como ele pronunciava o próprio nome,
uma vez que era gago (Do... do... Dodgson); Usa palavras excessivamente
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complicadaPato (no original em inglês: Duck): É uma caricatura do reverendo
Robinson Duckworth, amigo do autor que esteve presente na viagem pelo rio Tâmisa
que deu origem à obra presente. Aguieta (no original em inglês: Eaglet): Reflexão da
irmã Edith Liddell e não entende as palavras muito difíceis.Lagarto: é o humilde servo
do coelho branco.
Esta personagem (Bill), pode ser uma brincadeira com o nome do estadista
britânico Benjamin Disraeli, pois uma das ilustrações de Tenniel em Alice no Outro
Lado do Espelho retrata a personagem referida como o Man in White Paper (quem
Alice conhece como um passageiro com quem partilha um trem no comboio), como
uma caricatura de Disraeli, usando um chapéu de papel.Lagarta (no original em inglês:
Caterpillar): Está sentada num cogumelo a fumar calmamente um cachimbo de água.
Não presta muita atenção a Alice, respondendo às suas perguntas com
monossílabos.Duquesa: Muito feia, com um queixo pontiagudo. Concordava com tudo
que Alice dizia e procurava insistentemente uma moral para tudo, embora raramente
tivesse relação ou sentido (oitavo capítulo).Gato de Cheshire ou Gato Risonho: É
extremamente independente e consegue desaparecer e aparecer. Carroll obteve o nome
na expressão idiomática da língua inglesa sorrir como um gato de Cheshire.
Chapeleiro maluco e a Lebre de Março (no original em inglês: Mad Hatter and the
March Hare): São figuras retiradas de expressões correntes no período vitoriano da
língua inglesa louco como uma Lebre de Março ou louco como um Chapeleiro, devido
ao vapor de mercúrio usado na fabricação de feltro que causa transtornos psicóticos10
; São ambos totalmente loucos (como todos os moradores do País das Maravilhas,
segundo o Gato Risonho). Estão perpetuamente na hora do chá, porque, segundo eles,
o Chapeleiro discutiu no mês de Março com o Tempo e, em vingança, este não muda a
hora para os dois habitantes. O Chapeleiro aparentemente teve problemas com a
Rainha ao cantar uma música na sua presença, pelo que esta sentenciou a sua
decapitação sob o pretexto de estará matar o tempo.Arganaz (no original em inglês:
Dormouse): Está constantemente a dormir e ocasionalmente acorda durante alguns
segundos. Conta uma história sobre três irmãs, nomeando-as de Elsie, Lacie e Tillie.
Estas são as irmãs Liddell: Elsie é LC (Lorina Charlotte), Tillie é Edith (seu apelido de
família é Matilda), e Lacie é um anagrama de Alice.Rainha de Copas: é talvez a
caricatura da mãe das irmãs Liddell. É extremamente autoritária e impulsiva, estando
constantemente a ordenar aos seus soldados (cartas de baralho) decapitar todos.
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ANEXO H – DESENHO ALICE NO PAÍS DAS MARAVILHAS
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ANEXO I – QUESTIONÁRIO APLICADO.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE CIÊNCIAS NATURAIS
COLÉGIO PORTAL
1. Indique seu sexo
1 - Masculino
2 - Feminino
2. Indique sua idade
1 - Menos de 20 anos
2 - De 20 a 30 anos
3 - De 31 a 40 anos
4 - De 41 a 50 anos
5 - Mais de 51 anos
3. Indique seu grau de escolaridade
1 - Ensino Fundamental
2 - Ensino Médio
3 - Superior
4 - Pós-Graduação
4. O acesso ao Site foi fácil?
1 - Sim
2 - Não
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5. Você conseguiu acessar todas as páginas com rapidez?
1 - Sim
2 - Não
6. Você gostou do site?
1 - Sim
2 - Não
7. Acessaria novamente?
1 - Sim
2 - Não
